貼片電容：數字電容隔離器定義高性能新參照

貼片電容：數字電容隔離器定義高性能新參照

　　在芯片設計和制造方面的技術進步已經成就了二代數字電容隔離器，其高性能給低功耗和高可靠性定義了新的標準。本文將介紹其功能原理和內部結構，并討論其電流消耗和預計壽命。
　　 功能原理
　　圖1顯示了一款數字電容隔離器(DCI)的內部結構圖。該隔離器輸入分為兩個差分信號路徑：一條為高數據速率信道(稱作AC-信道)，另一條為低數據速率信道(稱作DC-信道)。AC-通道傳輸介于100kbps和100Mbps之間的信號，而DC-通道則涵蓋了從100kbps到DC的范圍。

　　高速信號由AC通道來處理，信號在通道中先從單端模式轉換為差分模式，然后被隔離層的電容-電阻網絡差分為許多瞬態。后面的比較器再將這些瞬態轉換為差分脈沖，從而設置和重置一個“或非”門觸發器。相當于原始輸入信號的觸發器輸出饋至判定邏輯(DCL)和輸出多路復用器。DCL包括一個看門狗定時器，該定時器用于測量信號轉換之間的持續時間。如果兩個連續轉換之間的持續時間出定時窗口(如低頻信號的情況下)，則DCL則指示輸出多路復用器從AC-信道切換到DC-信道。

　　由于低頻信號要求大容量電容器，而這種電容器使片上集成變得很困難，因此DC-通道的輸入要有脈寬調制器(PWM)。該調制器利用一個內部振蕩器(OSC)的高頻載波對低頻輸入信號進行調制。在AC-通道中對調制后信號的處理過程與高頻信號相同。然而，在向輸出多路復用器提交該信號以前，需通過一個終低通濾波器(LPF)濾除高頻PWM載波，以恢復原始、低頻輸入信號。

　　系統空閑時就會出現DC電流。幸運的是，工業數據獲取系統、PLC和數字模擬I/O模塊并非針對系統空閑而設計，其目的是將數據從傳感器傳輸到控制單元，并從控制單元傳輸到傳動器。這些工作的完成須是快速、可靠和持續的。
　　 一般而言，雙通道隔離器用于隔離式CAN和RS-485總線節點，其中只有2條數據線路(發送和接收)要求隔離。例如，RS-485收發器必須能夠在一些端共模狀態下提供達±70mA的驅動力才能達到標準。這樣，即使在低數據速率條件下，DC電流之間的差異也可以忽略不計。

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