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PCB抄板信号的隔离技术

  PCB抄板信号隔离技术是使数字或模拟信号在发送时不存在穿越发送和接收端之间屏障的电流连接。这允许发送和接收端外的地或基准电平之差值可以高达几千伏,并且防止可能损害信号的不同地电位之间的环路电流,主要应用在:

  (1)系统地的噪声比较大,容易使信号受损,隔离可将信号分离到一个干净的信号子系统地、电源中,保证隔离部分信号的可靠性,达到系统设计要求。

  (2)系统电压差非常大。比如在强电电路中,我们通常是通过隔离,将工作电压转化到IC允许的工作范围之内。

  (3)基准电平之间的电连接可产生一个对于操作人员不安全的电流通路。通过隔离将电流控制在安全范围之内。

  在隔离技术中,设计者根据被隔离信号种类的不同和隔离要求,来选择不同隔离器件是关键:

  (1)第一类隔离器件依赖于光发送器和接收器来跨越隔离屏障。主要有光耦合器(图4-18)和隔离收发器IC。通过光来隔断系统的电流,电容也避免电气上的干扰。这类器件用于数字信号。

  (2)模拟变压器,通过变压器的电磁感来耦合发送信号和接收信号。变压器比较难制作,参数也很难精确控制,而且通常不可能制成IC,所以使用不是很方便。但线性化问题迫使模拟信号隔离采用变压器。

  (3)为了克服变压器使用的不方便,工程师采用调制载波使模拟信号跨越这个屏障。所以想出了用电容器电路来耦合调制信号以跨越屏障。作用在隔离屏障上的高转换率瞬态电压可作为单电容屏障器件的信号,开发出双电容差分电路以使误差最小。现在电容屏障技术已应用在数字和模拟隔离器件中。

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