Opto{0}}isolatsiooniseadmete valimisel on signaali kiirus kriitiline parameeter. Valik peab põhinema signaali tegelikul ribalaiusel (või andmeedastuskiirusel), et dünaamilised parameetrid, -nagu edastuskiirus, leviviivitus ja tõusu/languse ajad-vastaksid süsteemi ajastusnõuetele, vältides sellega sidevigu või signaali moonutusi.
I. Isolatsiooniseadmete tüüpide täpne sobitamine signaalisagedustega
1. Madala-kiiruse signaalid (<1 Mbps): General-Purpose Optocouplers Are Fully Capable
Kohaldatavad stsenaariumid: toiteallika lülitusahelad, PLC digitaalsisendid, releedraiverid ja madala{0}}kiirusega I/O isolatsioon.
Soovitatavad seadmed: üldotstarbelised{0}}optronid, nagu PC817, TLP521 ja EL817.
Põhiparameetrid:
Edastuskiirus: tavaliselt ulatub kümnetest kbps kuni 500 kbps.
Levimise viivitus: tüüpiline väärtus 10–30 µs; seetõttu ei sobi kiireks-sideks.
Eelised: madal hind, kõrge isolatsioonipinge (kuni 5 kVrms) ja tugev ühisrežiimi ajutine häirekindlus (CMTI > 50 kV/µs), mistõttu sobivad need mürarikkasse keskkonda.
2. Keskmise kiirusega-signaalid (1–10 Mbps): nõutavad on kiired-optrolid
Kohaldatavad stsenaariumid:{0}}kiire ADC digitaalliidesed, SPI-side isoleerimine ja tööstuslikud väljasiinid.
Soovitatavad seadmed:{0}}kiire optronid, nagu HCPL-4661, 6N137 ja HCPL-2630.
Põhiparameetrid:
Edastuskiirus: tavaliselt 10 MBd (megabaud).
Levimise viivitus: maksimaalselt 100 ns; tõusu/languse ajad on<25 ns.
Common Mode Rejection (CMR): 15 kV/µs, pakkudes tugevat häirekindlust.
Märkus. Nõuab väliseid tõmbetakisteid-; voolutugevust tuleb täpselt juhtida, et vältida vooluülekande suhte (CTR) halvenemist, mis kahjustaks pikaajalist stabiilsust.
3. High-Speed Signals (>10 Mbps): optronid ei sobi enam; Kaaluge selle asemel magnetilist või mahtuvuslikku isolatsiooni
Põhjus: optronid on piiratud nende sisemiste LED-ide lülituskiirusega (valguse emissiooni/kustutamise määr), mistõttu on raske üle 50 Mbps ületavate signaalide usaldusväärset toetamist. Lisaks on neil suurtel kiirustel suur energiatarve ja märkimisväärne temperatuurimuutus. Alternatiivsed lahendused:
Magnetilised digitaalsed isolaatorid (nt TI ISO721M): toetavad signaalimiskiirust 100–150 Mbps ja leviviivitusega ainult 12 ns, mis muudab need sobivaks kiirete liideste jaoks, nagu SPI ja I2C.
Mahtuvuslikud isolaatorid: neil on madalad parasiitparameetrid ja suurepärane signaali terviklikkus, mis muudab need ideaalseks ülikiirete stsenaariumide jaoks, mis ületavad 100 Mbps.
II. Võtmeparameetrite valiku võrdlustabel
|
Parameeter |
Madala-kiirusega optronid (nt PC817) |
Kiire{0}}optosideris (nt HCPL-4661) |
Digitaalne isolaator (nt ISO721M) |
|
Max Andmeedastuskiirus |
~500 kbps |
10 Mbps |
100–150 Mbps |
|
Paljundamise viivitus |
10–30 µs |
<100 ns |
12 ns (tavaline) |
|
Tõusu/languse aeg |
>2 µs |
<25 ns |
<5 ns |
|
Tavaline-Mode Transient Immunity (CMTI) |
>50 kV/µs |
15 kV/µs |
>100 kV/µs |
|
Eluiga ja stabiilsus |
CTR võib väheneda; piiratud eluiga |
Aldis vananema suurel kiirusel |
Eluiga kuni 28 aastat (tavaline) |
Valikusoovitus: kui süsteemi andmeedastuskiirus ületab 1 Mbps, eelistage kiireid{1}}optosidreid; kui see ületab 10 Mbps, on soovitatav otse valida magnetilised või mahtuvuslikud isolaatorid, et vältida optroni muutumist süsteemi kitsaskohaks.
III. Soovitused spetsiaalsete signaalitüüpide käsitlemiseks
Analoogsignaali eraldamine: standardsed optronid ei saa tagada lineaarsust; seetõttu tuleb kasutada lineaarset optroni (nt IL300) või isoleeritud operatsioonivõimendit (nt AMC1301).
Kõrge-sagedusega impulsssignaalid: tähelepanu tuleb pöörata impulsi kalduvusele. Kiir-optronid omavad märkimisväärset viltu, mis võib kergesti põhjustada ajastamise sünkroonimisprobleeme mitme kanali vahel; seetõttu on soovitatav kasutada digitaalseid isolaatoreid.
Kauge{0}}edastus: kombineerige isoleeritud RS-485 transiiveriga (nt ISO1410), et integreerida nii isolatsiooni kui ka siini juhtimisvõimalused, suurendades seeläbi mürakindlust.
