Signaalitüübi alusel opto{0}}isolatsiooniseadmete valimise põhiprintsiip on signaali andmeedastuskiiruse, täpsusnõuete ja isolatsioonireitinguga vastavus. Madala kiirusega-digitaalsete signaalide jaoks on sobiv valik standardsed optronid; kiirete digitaalsignaalide puhul eelistatakse magnetühendusi või mahtuvuslikke isolaatoreid; madala-kiirusega analoogsignaalide puhul on lineaarsed optronid või eraldusvõimendid kohustuslikud; ja ülitäpsete ADC/DAC rakenduste jaoks on soovitatav kasutada integreeritud isolatsioonilahendusi.
I. Täpne valik signaali tüübi alusel
1. Madalad-kiire digitaalsed signaalid (<1 MHz)
Tüüpilised signaalid: digitaalsed sisendid/väljundid (sisse/välja lülitamine), relee juhtimine, üldine I/O isolatsioon.
Soovitatavad seadmed: standardsed optronid (nt PC817, TLP521).
Valiku põhjendus: madal hind, lihtne struktuur ja kõrge isolatsioonipinge; need vastavad põhilistele elektriisolatsiooninõuetele.
Märkus. Vältige nende kasutamist analoogsignaalide või kiire{0}}side jaoks, kuna need kannatavad aeglase reaktsiooniaja ja tõsise mittelineaarsuse tõttu.
2. High-Speed Digital Signals (>1 Mbps)
Tüüpilised signaalid: SPI, I2C, UART, USB-isolatsioon,{1}}kiire ADC-liides.
Soovitatavad seadmed: magnetilised digitaalsed isolaatorid (nt ADI ADuM seeria), mahtuvuslikud isolaatorid (nt TI ISO seeria).
Valiku põhjendus:
Magnetisolaatorid: kõrge edastuskiirus (kuni 150 Mbps), suurepärane ajastustäpsus ja madal energiatarve.
Mahtuvuslikud isolaatorid: kompaktne suurus ja tugev EMI-kindlus, mistõttu need sobivad suure{0}tihedusega PCB-de jaoks.
Vältige standardsete optronide kasutamist: neil on piiratud ribalaius (tavaliselt<10 MHz) and exhibit significant timing jitter at high speeds.
3. Madala kiirusega-analoogsignaalid (nt 4–20 mA, 0–5 V, termopaarid)
Tüüpilised signaalid: andurite proovivõtt, tööstuslikud saatjad, temperatuuri jälgimine.
Soovitatavad seadmed: lineaarsed optronid (nt HCNR201), isolatsioonivõimendid (nt ISO124, AMC1200).
Valiku põhjendus:
Tavalised optronid kannatavad tõsise mittelineaarsuse{0}}omadustes ega suuda tagada analoogsignaalide täpsust.
Lineaarsed optronid kasutavad kahe{0}}fotodioodi tagasisidemehhanismi, et kompenseerida mittelineaarsust, saavutades lineaarsuse kuni 0,01%. Eraldatud operatiivvõimendid on suure integratsioonivõimega, toetavad kõrget ühisrežiimi tagasilükkamise suhet (CMRR) ja pakuvad tugevat häirekindlust.
4. Kõrged{1}}täpsed ADC/DAC signaalid (16-bitised ja kõrgemad)
Tüüpilised kasutusalad: meditsiiniseadmed, täppismõõteriistad, tööstuslikud PLC-d.
Soovitatav lahendus: spetsiaalsed integreeritud isolatsioonikiibid (nt sisseehitatud -isolatsiooniga ADC-d või integreeritud moodulid, mis ühendavad isoleeritud võimendi isoleeritud toiteallikaga).
Valiku põhjendus:
Diskreetsed lahendused (kasutades optroneid ja isoleeritud toiteallikaid) võivad tekitada müra ja ajastusvigu, mis muudab silumise keeruliseks.
Integreeritud lahendused sisaldavad optimeeritud parasiitparameetreid ja komponentide sobitamist, mida teostab tootja, tagades seeläbi proovivõtu täpsuse ja stabiilsuse.
II. Võtmeparameetrite võrdlustabel
|
Signaali tüüp |
Soovitatav seade |
Põhiparameetrite nõuded |
Võrdlusmudelid |
|
Madal-kiire digitaalne |
Standardne optronid |
CTR >50%, Isolation Voltage >2,5kV |
PC817, TLP521 |
|
Kiire{0}}digitaal |
Magnetiline/mahtuvuslik sidur |
Data Rate >10Mbps, ajastusviga<1ns |
ADuM1401, ISO6721 |
|
Analoogsignaal |
Lineaarne optronid / isoleeritud op{0}}amp |
Lineaarsus<0.1%, Bandwidth >100 kHz |
HCNR201, ISO124 |
|
Kõrge täpsusega{0}}ADC |
Integreeritud isolatsioonilahendus |
Efektiivsed bitid, mis on suuremad või võrdsed 16, mittelineaarsus<0.002% |
ADS1220 + AMC1301 |
Lõksuhoiatus: tavaline viga on ainult signaali isoleerimine, jättes tähelepanuta toiteallika. Tähtis on samaaegselt rakendada *kahekordne isolatsioon* nii signaali kui ka toiteallika jaoks; vastasel juhul läbib müra jagatud võimsusteed, muutes isoleerimispüüdlused täiesti mõttetuks.
