ISO v TI spojí s SiO2. Vše ostatní zůstane odděleno

Řekne-li se ISO, každému se hned vybaví něco jiného. Fotíte, vypalujete na disk nebo se jen „prokousáváte“ normami? Tři písmena pokaždé odkazují někam jinam. Jakoby to ale nestačilo, další rozměr ještě hodlají vnést ve společnosti Texas Instruments. Vždyť oddělovat můžeme leccos, třeba i signály se souměrným rozkmitem do 10 V, kterými se např. v průmyslových podmínkách rozhodně nešetří. Na vhodné ochraně bychom však neměli šetřit ani my.

Být „béčkem“ znamená vynikat

Způsobů, jak od sebe galvanicky oddělit signály, existuje celá řada. Optočleny necháme raději zpětným vazbám spínaných zdrojů, od nás se očekávají přesná měření, a proto využijeme spíše služeb integrovaných obvodů s indukčními nebo též kapacitními vazbami. V případě součástek nové rodiny ISO224 [1] se výrobce přiklání k posledně zmiňované variantě, jejíž vnitřní zapojení sledujeme na obr. 2. Vstupní část precizního izolovaného zesilovače se neobejde bez delta- sigma modulátoru, interní napěťové reference a také nezbytného generátoru taktu pro konverzi analogového signálu na číslicově vyjádřený tok dat (TX). Po překonání zesílené izolační bariéry dochází k synchronizaci, zpětnému zpracování v D/A převodníku a součástku tak může znovu opouštět analogový signál – tentokrát již v rozdílové podobě a díky kapacitám stojícím v cestě rovněž s vyšší odolností vůči magnetickým polím. Použitá modulace OOK (on-off keying) zde využívá vlastního jmenovitého kmitočtu nosné 480 MHz.

Právě vzniklý zesilovač popíšeme jednoduchým (single-ended) vstupem pracujícím až do ±12 V, již zmiňovaným rozdílovým výstupem ±4 V, požadavky na jednoduché napájení vstupní (vyšší) strany od 4,5 V až do 18 V, na výstupu pak jen do 5,5 V, dále stěžejní 5kV bariérou, a bude-li to nutné, tak ještě 9kV vstupní ESD ochranou. Obvody ISO224 [2] si tak vystačí nejen s jednoduchým odděleným napájecím zdrojem, ale díky vestavěné detekci ztráty VDD1 zjednoduší též diagnostiku na systémové úrovni. Bez ohledu na vstupní signál totiž stáhnou oba výstupy k nule (GND2). A s rozkmitem na výstupu až do 4 V si třeba vystačíme i s levnějšími A/D převodníky.

Součástky zvládají teplotní rozsah od –55 °C až do +125 °C, zatímco na jejich pouzdru typu SOIC s osmi vývody naměříme 5,85 × 7,5 mm. Pro všechny, kdo rádi dostávají na výběr, v TI nachystali dvě verze, přičemž ta s koncovkou „B“ bude tou lepší. Vstupní napěťový offset pak dosahuje max. ±5 mV, drift ±15 μV/°C, obdržíme typický šum 3 μV/√Hz, chybu zesílení do ±0,3 %, související drift TCEG max. ±35 ppm/°C, nelinearitu do ±0,01 %, typickou šířku pásma výstupu 275 kHz, CMTI 80 kV/μs nebo zpoždění signálu na úrovni 2,2 μs. Zájemce určitě potěší i jednoduchá vývojová deska s malým, leč dominantním transformátorem.