Nové možnosti galvanického oddělení analogových signálů

Některé elektronické aplikace, zejména z oblasti průmyslu a zdravotnictví, vyžadují galvanické oddělení signálů. Důvodem může být různá úroveň plovoucích napájecích napětí jednotlivých vzájemně propojených zařízení, nutnost potlačení vlivu zemních smyček nebo zajištění bezpečnosti uživatelů. Oddělení, respektive izolace, analogových signálů je obtížněji realizovatelné než oddělení signálů digitálních. Problém zde představuje především nelinearita běžných oddělovacích prvků, jako jsou například optočleny. Celkové řešení bývá relativně složité, drahé a zabírá značnou plochu na desce plošných spojů. Někteří výrobci integrovaných obvodů nabízejí hotové řešení v podobě tzv. izolačních integrovaných zesilovačů. Tyto obvody sice zjednoduší návrh, ale jsou velmi drahé a jejich parametry nemusí vyhovovat.

Firma Silicon Labs nyní představila flexibilní řešení oddělení analogových signálů s použitím nových digitálních izolátorů Si86xx. Doporučená zapojení se skládají z PWM modulátoru, digitálního izolátoru firmy Silabs a demodulátoru. Analogový signál je nejprve modulován na obdélníkové pulzy s různou šířkou (střídou) odpovídající aktuální úrovni vstupního analogového signálu a s konstantní frekvencí. Následuje digitální izolátor Si86xx a aktivní RC filtr typu dolní propust realizující demodulaci PWM signálu. Výběrem vhodného zapojení modulátoru a demodulátoru a výběrem v nich použitých operačních zesilovačů lze zvolit vhodný kompromis mezi cenou a požadovanými parametry celkového řešení. Tři různé referenční designy firmy Silabs nabízejí šířku pásma v řádu stovek kHz, výbornou linearitu a celkové harmonické zkreslení v řádu setin procenta při zachování velmi nízkých celkových nákladů. Izolátory Si86xx jsou dostupné v mnoha variantách v různých SMD pouzdrech (široká a úzká SOIC, QSOP), s izolační bariérou až 5 kV, maximální pracovní frekvencí až 150 MHz a především s různým počtem kanálů od jednoho až do šesti. Tyto izolátory dále vynikají svou spolehlivostí, dlouhou životností (minimálně 60 let při expozici 1200 V) a bezkonkurenční odolností proti vnějšímu elektromagnetickému rušení. Při oddělování více analogových signálů můžeme díky použití vícekanálových izolátorů ušetřit značnou plochu desky plošných spojů.

Podrobnější informace získáte u distributora, společnosti HT-Eurep Electronic, případně na www.silabs.com a www.maxim-ic.com.

Světova 9, 180 00 Praha 8, tel. 266 313 053 fax., 284 810 202