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在SPI总线中常用的两款隔离芯片分析
时间:2021-07-30 00:10

  SPI即串行外围设备接口,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,由于其在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,出于这种简单易用的特性,很多AD转换器都以SPI总线方式传输数据。

  在工业现场的数据采集中,由于现场情况十分复杂,ag在线平台网站,各个节点之间存在很高的共模电压,容易造成SPI接口无法正常工作,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。因此,在强干扰环境中,或是高的性能要求下,就必须对SPI总线各个通信节点实行电气隔离。

  传统的SPI总线隔离方法是光耦合器技术,使用光束来隔离和保护检测电路以及在高压和低压电气环境之间提供一个安全接口。目前一般使用6N137光电隔离器件,以Toshiba公司的6N137为例,该器件工作电压为5V,最高速率10Mbps,工作温度一般为0℃到70℃,隔离电压2500Vrms,并且以DIP8型封装,每个芯片仅提供一个隔离通道。这些性能已经限制了6N137在更高要求的环境中应用。

  ADI公司推出的新型四通道数字隔离器ADuM315x以其诸多优于光电隔离器件的性能优点,在SPI总线以及其他高要求情况下有着广泛的应用前景。

  使用6N137来隔离SPI的电路很复杂,需要使用大量的电阻、三极管来保证6N137的正常工作,而ADI的ADuM数字隔离器中的ADuM315x,一个芯片就可以完全替代上面的整个电路。而其仅需通用集成电路的两个旁路电容就可以正常工作了。

  ADuM315x系列隔离器比竞争对手基于光电耦合器或数字隔离器的解决方案快6倍以上,尺寸小80%以上,成本低85%。更快的SPI时钟速率有助于提高数据采集系统的吞吐量,提供更高的性能和更快的系统响应时间。高度的功能集成为系统设计师提供了一种简单的高速SPI信号隔离解决方案,同时在单个封装中集成了通常所需的低速的状态和控制信号。

  同时,ADuM315x系列支持众多高速率、SPI通信应用,包括工业自动化、仪表设备和电机控制中使用的分布式控制系统、可编程逻辑控制器和传感器监控器。与基于替代数字隔离器或光电耦合器的解决方案需要的18至32个组件相比,高度集成的ADuM315x SPI数字隔离器系列只需3个组件,简化了完整SPI数字隔离解决方案的设计。

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