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Tecnología de aislamiento de señales de PCB
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Tecnología de aislamiento de señales de PCB

Tecnología de aislamiento de señales de PCB

2022-05-18
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Author:pcb

Este PCB Board La tecnología de aislamiento de señales hace que las señales digitales o analógicas no tengan una conexión de corriente a través de la barrera entre el transmisor y el receptor.. Esto hace que la diferencia entre los niveles de tierra o referencia fuera del transmisor y el receptor sea de hasta varios miles de voltios, Y evitar que la corriente de bucle entre diferentes potenciales de puesta a tierra dañe la señal. Main applications are:
(1....) The noise of the system ground is relatively large, Señal fácilmente dañada. El aislamiento puede dividir la señal en tierra limpia y fuente de alimentación para asegurar la fiabilidad de la parte de aislamiento de la señal y satisfacer los requisitos de diseño del sistema..
(2.) The system voltage difference is very large. Por ejemplo:, En un circuito de alta corriente, Normalmente convertimos la tensión de funcionamiento en el rango de funcionamiento permitido de un circuito integrado mediante aislamiento.
(3) The electrical connection between the reference levels can create a current path Eso es unsafe for the operator. Mantener la corriente en un rango seguro mediante aislamiento.

PCB Board

Técnica de aislamiento, it is crucial for designers to select different isolation devices according to the different types of isolated signals and isolation requirements:
(1) isolation devices rely on optical transmitters and receivers to cross the isolation barrier. There are mainly optocouplers (Figure 4-18) and isolated transceiver ICs. Corriente del sistema interrumpida por la luz, Los condensadores también evitan interferencias eléctricas. Este equipo se utiliza para señales digitales.
(2) A.nalog transformer, which couples the sending signal and the receiving signal through the electromagnetic induction of the transformer (Figure 4-19). Los transformadores son difíciles de fabricar, Los parámetros son difíciles de controlar, Normalmente no es posible fabricar circuitos integrados, Así que no es fácil de usar.. Pero los problemas de linealización obligan a los transformadores a aislar las señales analógicas.
(3) In order to overcome the inconvenience of using the transformer, Los ingenieros utilizan portadores modulados para pasar señales analógicas a través de la barrera. Se propone un circuito capacitivo para acoplar la señal modulada a través de la barrera.. El voltaje transitorio de alta tasa de conversión que actúa sobre la puerta de aislamiento se puede utilizar como señal para dispositivos de puerta de condensador único, Se desarrolla un circuito diferencial de doble Capacitancia para eliminar errores.. La tecnología de rejilla capacitiva se utiliza ahora en dispositivos de aislamiento digital y analógico.


1. PCB Board signal isolation technology
1.1 Isolating Serial Data Streams
There is a wide range of options for isolating digital signals. Si el flujo de datos es bitserial, Opciones que van desde acopladores ópticos simples a circuitos integrados transceptores aislados. Key design considerations include:
(1) the required data rate;
(2) The power requirements of the isolated end of the system;
(3) Whether the data channel must be bidirectional.
El acoplador óptico basado en LED es una técnica para el diseño de aislamiento. Ahora hay circuitos integrados basados en led disponibles a una velocidad de datos de 10 MB/S y superiores. Una consideración importante del diseño es que la salida de luz LEC disminuye con el tiempo.. Así que en las primeras etapas, Los LED deben ser sobrealimentados para que puedan proporcionar suficiente luz de salida durante algún tiempo. La necesidad de proporcionar sobrecorriente es un problem a grave, ya que el suministro de energía en el lado aislado puede ser limitado. Debido a que el LED puede requerir una corriente de accionamiento más grande que la corriente de accionamiento disponible en la etapa de salida lógica simple, A menudo se requieren circuitos de accionamiento especiales.

1.2 Isolated Parallel Data Bus System
The isolation of parallel digital data bus mainly has six design parameters. Basado en el aislamiento serial, three more main design parameters will be added:
(1) The bit width of the bus;
(2) allowable deviation;
(3) Clock speed requirements.
Los conjuntos de acopladores ópticos pueden hacer esto, Pero los circuitos de soporte pueden ser complejos. El desajuste del tiempo de propagación entre acopladores ópticos causará la inclinación de los datos, Error de datos en el receptor. Minimizar el problema, Acoplador digital aislado para el Buffer de datos de doble Buffer de entrada y salida.

1.3 Analog Signal Isolation
In many systems, Las señales analógicas deben aislarse. Los parámetros de la señal analógica son completamente diferentes de la señal digital.. Analog signals are usually first considered:
(1) isolation accuracy;
(2) Linearity;
(3) Frequency response;
(4) noise considerations;
(5) Isolated power supply.
Alta demanda de energía y puesta a tierra, Especialmente para la fase de entrada, Requiere que la fuente de alimentación y la puesta a tierra de la etapa de entrada no se vean afectadas por otras partes del circuito, that is, Uso de fuentes de alimentación aisladas. También debe tenerse en cuenta que la precisión básica o la linealidad del amplificador de aislamiento no pueden mejorarse mediante el circuito de aplicación correspondiente., Sin embargo, estos circuitos pueden reducir el ruido y los requisitos de potencia de entrada..

1.4 Multifunctional IC for isolation
Versatile data acquisition ICs with isolation capabilities give designers the opportunity to accomplish multiple tasks across isolation screens. Un dispositivo de adquisición de datos completo puede incluir múltiples interruptores analógicos, Circuito de retención de muestreo, Amplificador de instrumentos de ganancia programable, A/Convertidor D, Y uno o más números I/Canal o. Todas estas funciones se controlan a través de un puerto de datos serie. En un diseño muy diferente del potencial de la tierra en el sistema, el diseñador puede seleccionar y utilizar muchos dispositivos. Cada dispositivo está diseñado para requisitos únicos del sistema. El alto nivel de integración de rendimiento de los nuevos dispositivos hace que el funcionamiento a través de barreras de aislamiento sea más complejo, lo que anteriormente era imposible..

2. PCB isolation signal layout and wiring
Signal isolation is not only electrically isolated, Y en la medida de lo posible en el diseño y cableado de PCB. The following points are mainly noted:
(1) Pay attention to the layout of the isolated part of the circuit, Trate de colocarlo en una parte del tablero, Tiene cierta separación de otros circuitos. Asegúrese de que esta parte del circuito esté menos perturbada por otras señales..
(2) Pay attention to the isolation of part of the power supply and ground. Asegúrese de aislar la fuente de alimentación y el cable de tierra, Especialmente la señal analógica. Alta limpieza de la fuente de alimentación y la puesta a tierra. Es necesario aislar la fuente de alimentación y la puesta a tierra de esta parte del circuito a través del transformador. . Tiempo de enrutamiento, Disposición y distribución simultáneas de fuentes de alimentación independientes, Una pista o red de puesta a tierra..
(3) The layout of the isolation device should be placed reasonably to ensure the independence of the isolation part.
(4) Part of the isolation circuit needs electrostatic protection, Protección de alta tensión, Protección contra la radiación electromagnética, Etc.., Observe la posición de instalación del dispositivo de protección de salida PCB Board.