姓名：閔聿寬

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【嵌牛導(dǎo)讀】隔離調(diào)制器在模擬電子技術(shù)領(lǐng)域十分常見(jiàn)通今，下面介紹了它的特點(diǎn)與用途

【嵌牛鼻子】隔離調(diào)制器

【嵌牛提問(wèn)】什么是隔離調(diào)制器蚤霞，為什么調(diào)制器需要隔離？

我們來(lái)定義一下什么是隔離調(diào)制器（Isolated Modulators）。

隔離調(diào)制器是一種將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為由0和1組成的高速數(shù)字比特流迂求，同時(shí)使用隔離層將輸入和輸出電路隔離開(kāi)來(lái)的Δ-Σ調(diào)制器。該隔離層對(duì)電磁干擾有很強(qiáng)的抵抗力，電磁干擾通常稱(chēng)為EMI密似。干擾由外部源產(chǎn)生且會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生負(fù)面影響。

雖然可用于實(shí)現(xiàn)隔離的方法有多種葫盼，但是隔離調(diào)制器的目的是防止高共模電壓線(xiàn)路上的噪聲電流進(jìn)入本地系統(tǒng)接地残腌，并干擾或損壞低電壓電路。換言之贫导，隔離調(diào)制器保護(hù)一個(gè)接地免受另一個(gè)接地的影響抛猫，隔離同一電路的某些部件，或?qū)⒉煌娐繁舜烁綦x孩灯。

隔離調(diào)制器與非隔離調(diào)制器有什么不同呢闺金？

讓我們來(lái)較為詳細(xì)地了解一下隔離調(diào)制器的功能方框圖。如前所述峰档，隔離調(diào)制器在輸入上獲取模擬信號(hào)并在輸出上產(chǎn)生數(shù)字比特流败匹。隔離調(diào)制器的輸入是全差動(dòng)的，并且驅(qū)動(dòng)連續(xù)對(duì)模擬輸入信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣的Δ-Σ調(diào)制器讥巡。Δ-Σ調(diào)制器使用電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的1位輸出流掀亩，然后繼續(xù)傳輸，使其穿過(guò)隔離層欢顷。調(diào)制器的隔離數(shù)據(jù)輸出會(huì)以與時(shí)鐘源相同的頻率產(chǎn)生由1和0組成的數(shù)字流槽棍。當(dāng)這些1和0隨時(shí)間推移而平均化時(shí)，串行比特流將與模擬輸入電壓成正比吱涉。

我們?cè)賮?lái)快速了解一下隔離層刹泄。TI的電容型隔離技術(shù)可提供兩種不同的隔離層，基本型和增強(qiáng)型怎爵√厥基本隔離通過(guò)單個(gè)電容隔離層實(shí)現(xiàn)，而增強(qiáng)型隔離則是通過(guò)兩個(gè)串連的電容隔離層實(shí)現(xiàn)鳖链。

隔離調(diào)制器的作用

隔離調(diào)制器被廣泛用于許多工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用中姆蘸。但是，為什么需要使用呢芙委？最常見(jiàn)的原因是逞敷，為了防止受接地環(huán)路的影響。電氣裝置可以在兩個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)灌侣，接地1和接地2之間產(chǎn)生較大的接地電位差推捐。這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的直接連接會(huì)最終形成一個(gè)接地環(huán)路。電機(jī)可以向地面注入較大的噪聲電流侧啼，從而產(chǎn)生在信號(hào)路徑中出現(xiàn)的接地環(huán)路電流牛柒。隔離調(diào)制器可消除來(lái)自接地環(huán)路的信號(hào)路徑噪聲堪簿，保護(hù)系統(tǒng)免受接地環(huán)路電位差的影響。

第二個(gè)使用隔離調(diào)制器的原因是提供高電壓防護(hù)皮壁。當(dāng)工業(yè)設(shè)備在數(shù)百伏的電壓下運(yùn)行時(shí)椭更，隔離調(diào)制器可安全地承受能夠損壞設(shè)備或傷害人類(lèi)的高電壓浪涌。

這里是隔離調(diào)制器的兩個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用蛾魄，電流傳感和電壓傳感虑瀑。對(duì)于分流式電流傳感，隔離調(diào)制器的輸入電壓范圍將根據(jù)要測(cè)量的電流值來(lái)決定分流電阻器的值滴须。低功耗或電池供電型應(yīng)用可通過(guò)分流方式來(lái)減小功耗舌狗，這可以通過(guò)減小分流電阻并配以適當(dāng)大小的調(diào)制器輸入范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)。TI可提供具有正負(fù)50毫伏和正負(fù)250毫伏輸入范圍的隔離調(diào)制器描馅。

此外把夸，許多此類(lèi)器件都包括各種集成特性，例如內(nèi)部電壓基準(zhǔn)铭污、內(nèi)部時(shí)鐘和曼徹斯特編碼或未編碼的比特流輸出選項(xiàng)恋日。雖然隔離調(diào)制器最常見(jiàn)的應(yīng)用是電流傳感，但是它們也可用于電壓傳感嘹狞。

在選擇隔離調(diào)制器時(shí)岂膳，必須考慮幾個(gè)規(guī)格。

我們首先來(lái)介紹一下輸入失調(diào)誤差的定義磅网。理想情況下谈截，0伏的差動(dòng)輸入信號(hào)會(huì)產(chǎn)生50%的時(shí)間為高位、50%的時(shí)間為低位的0-1數(shù)字流涧偷。失調(diào)誤差是當(dāng)數(shù)字輸出為0時(shí)簸喂，理想和實(shí)際失調(diào)點(diǎn)之間的模擬輸入差。該誤差對(duì)所有代碼具有相同的偏移量影響燎潮。請(qǐng)注意喻鳄，失調(diào)誤差將會(huì)隨溫度變化而變化，且該特性通過(guò)失調(diào)誤差漂移來(lái)進(jìn)行量化确封。

其次是增益誤差除呵，這是理想增益與測(cè)量增益之間的百分比差值。為了描述增益隨溫度的變化爪喘，我們使用了增益誤差漂移參數(shù)颜曾。

現(xiàn)在，我們將討論一些常見(jiàn)的隔離規(guī)格秉剑。

首先泛豪，我們將考慮隔離工作電壓，這是隔離調(diào)制器在整個(gè)使用壽命期間必須連續(xù)處理的最大電壓，以Vrms為單位候址。

接下來(lái)是隔離瞬態(tài)過(guò)壓吕粹，這是隔離調(diào)制器在電壓峰值狀態(tài)下可承受60秒的電壓。

最后岗仑，我們必須定義共模瞬態(tài)抗擾度，或者說(shuō)CMTI聚请，它描述了隔離調(diào)制器在確保不出錯(cuò)的前提下可承受的最大變化率和接地電位差荠雕。

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