隔离,您选择光耦还是数字隔离器

隔离,您选择光耦还是数字隔离器
隔离,您选择光耦还是数字隔离器

话题大PK:隔离,您选择光耦还是数字隔离器???

由ADIForum于2014-1-15 创建

正方——支持数字隔离器:

功耗低——数字隔离器在低频条件下只使用光耦合器功率的1%;在50Mbps,即光耦合器最高传送速率条件下(数字隔离器可以工作在100Mbps以上),它使用光耦合器功率的大约20%。降低功率会使其提高可靠性。

设计简单方便——单个器件;标准TTL或CMOS;电源可根据预算灵活调整;无CTR,在整个温度范围内稳定工作;不像光耦缺少集成特性,完整的集成解决方案降低整体BOM成本……

反方——支持光耦:

光耦是70年代发展起来的隔离器件,产品种类繁多,价格便宜;

信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,无触点,使用寿命长;

……

您怎么看?欢迎参与探讨(无论您持怎样的观点,尽可畅所欲言,无所谓对错)。。。

硬件高手的实际设计经验分享——提高系统效率的几个误解

mu-zi 2014-1-10 下午5:52

误解一:这主频100M的CPU只能处理70%,换200M主频的就没事了

点评:系统的处理能力牵涉到多种多样的因素,在通信业务中其瓶颈一般都在存储器上,CPU 再快,外部访问快不起来也是徒劳。

误解二:CPU用大一点的CACHE,就应该快了

点评:CACHE的增大,并不一定就导致系统性能的提高,在某些情况下关闭CACHE反而比使用CACHE还快。原因是搬到CACHE中的数据必须得到多次重复使用才会提高系统效率。所以在通信系统中一般只打开指令CACHE,数据CACHE即使打开也只局限在部分存储空间,如堆栈部分。同时也要求程序设计要兼顾CACHE的容量及块大小,这涉及到关键代码循环体的长度及跳转范围,如果一个循环刚好比CACHE大那么一点点,又在反复循环的话,那就惨了。

误解三:这么多任务到底是用中断还是用查询呢?还是中断快些吧

点评:中断的实时性强,但不一定快。如果中断任务特别多的话,这个没退出来,后面又接踵而至,一会儿系统就将崩溃了。如果任务数量多但很频繁的话,CPU的很大精力都用在进出中断的开销上,系统效率极为低下,如果改用查询方式反而可极大提高效率,但查询有时不能满足实时性要求,所以最好的办法是在中断中查询,即进一次中断就把积累的所有任务都处理完再退出。

误解四:存储器接口的时序都是厂家默认的配置,不用修改的

点评:BSP对存储器接口设置的默认值都是按最保守的参数设置的,在实际应用中应结合总线工作频率和等待周期等参数进行合理调配。有时把频率降低反而可提高效率,如RAM的存取周期是70ns,总线频率为40M时,设3个周期的存取时间,即75ns即可;若总线频率为50M时,必须设为4个周期,实际存取时间却放慢到了 80ns。

误解五:一个CPU处理不过来,就用两个分布处理,处理能力可提高一倍

点评:对于搬砖头来说,两个人应该比一个人的效率高一倍;对于作画来说,多一个人只能帮倒忙。使用几个CPU需对业务有较多的了解后才能确定,尽量减少两个CPU间协调的代价,使1+1尽可能接近2,千万别小于1。

误解六:这个CPU带有DMA模块,用它来搬数据肯定快

点评:真正的DMA是由硬件抢占总线后同时启动两端设备,在一个周期内这边读,那边些。但很多嵌入CPU内的DMA只是模拟而已,启动每一次DMA之前要做不少准备工作(设起始地址和长度等),在传输时往往是先读到芯片内暂存,然后再写出去,即搬一次数据需两个时钟周期,比软件来搬要快一些(不需要取指令,没有循环跳转等额外工作),但如果一次只搬几个字节,还要做一堆准备工作,一般还涉及函数调用,效率并不高。所以这种DMA只对大数据块才适用。

信号隔离安全栅与信号隔离器的区别

信号隔离安全栅与信号隔离器的区别 一、定义 1、信号隔离器(isolator ):一般指弱电系统中的信号隔离器,既保护下级信号系统不受上级系统影响和干扰。 2、信号隔离安全栅(safety barrier):接在本质安全电路和非本质安全电路之 间。将供给本质安全电路的电压或电流限制在一定安全范围内的装置。安全栅是一种统称,分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅,隔离式安全栅简称隔离栅。 金湖英普瑞电子设备有限公司主营产品有:隔离安全栅,信号隔离器,信号隔离配电器,直流信号隔离器,开关量信号安全栅,电流变送器。同时代理日本横河EJA变送器,横河AXF 电磁流量计,横河DY涡街流量计,罗斯蒙特3051系列变送器,罗斯蒙特248系列温度变送器,罗斯蒙特475手操器。 二、工作原理 1、信号隔离器工作原理:首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 2、齐纳式安全栅的工作原理 安全栅的主要功能就是限制安全场所的危险能量进入危险场所,及限制送往危险场所的电压和电流。 齐纳管Z用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时,齐纳管导通,使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。 电阻R用于限制电流。当电压被限制后,适当选择电阻值,可将回路电流限制在安全限流值以下。 保险丝F的作用是防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失效。当超过安全限压值的电压加在回路上时,齐纳管导通,如果没有保险丝,流经齐纳管的电流将无限上升,最终烧断齐纳管,使回路失去限压。 为确保回路限压安全,保险丝的熔断速度要比齐纳管可能被烧断的速度快十倍。 采用图一所示的三冗余齐纳管的安全栅基本限能电路结构,能够确保安全栅在正常工作、一个故障点和两个故障点时均能将安全栅的输出能量限制在安全参数规定的范围之内,从而满足ia级本质安全电路的要求。 3、隔离式信号隔离安全栅的工作原理 与齐纳安全栅相比,隔离式安全栅除具有限压与限流的作用之外,还带有电流隔离的功能。隔离栅通常由回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元三部分组成,基本功能电路如图二所示。回路限能单元为安全栅的核心

光电隔离电子电路图大全

光电隔离电子电路图全集 一.MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图 二.光电隔离器应用电路图 光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。如组成光电隔离电路,长传输线隔离器,TTL电路驱动器,CMOS 电路驱动器,脉冲放大器等。目前,在A/D模拟转换开关,光斩波器,交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。光电隔离器的输入部分为红外发光二极管,可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。 在图a,输出电压Vo受TTL电路反相器的控制,当反相器的控制输入信号为低电平时,信号反相使输出为高电平,红外发光二极管截止,光敏三极管不导通,Vo输出为高电平。反之Vo输出为低电平。从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。 图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介,驱动电磁继电器的应用实例。当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时.其输出信号为低电平,Q晶体管截止,红外发光二极管不导通,光电隔离器中的输出达林顿管截止,继电器控制绕组J处于释放状态。反之继电器的控制绕组J吸合,继电器的触点可完成规定的控制动作,从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。

选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器,可以显著提高晶体管的电流放大系数,从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。这样,输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If,就可以输出较大的负载电流,以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。 达林顿晶体管输出形式的光电隔离器,其电流传输比CTR可达5000%,即Ic=5000×If ,适用于负载较大的应用场合。在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时,应在控制绕组两侧反向并联二极管D,以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用,从而保护继电器产品。 · [图文] 多敏固态控制器光电输入的电路应用原理 · [图文] 线性光藕隔离放大器电路 · [图文] 采用光隔离器的电码实验操作振荡器 · [图文] AD7414/AD7415 数字输出温度传感器 · [图文] 加外部缓冲器的远程测温电路 · [图文] 具有整形作用的光耦隔离电路 · [图文] 带PNP三极管电流放大的光耦隔离电路 · [图文] 普通光耦隔离电路 · [图文] PARCOR方式语音合成电路图 · [图文] ADM方式语音合成电路图 · [图文] 用CMOS逻辑门控制AD590电路图 · [图文] 灵敏度可调节的光电继电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光敏晶体管施密特电路图 · [图文] 光敏晶体管及光照吸合式继电器电路图 · [图文] 光敏晶体管光敏电桥电路图 · [图文] 光敏晶体管电感桥电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光控玩具汽车向前停车电路图 · [图文] 光控施密特触发电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控换向电路图 · [图文] 光控发光二极管电路图 · [图文] 光控多功能触发器电路图 · [图文] 光控串联晶闸关开关电路图 · [图文] 光控触发脉冲形成电路图 · [图文] 光控常开式交流接触器电路图 · [图文] 光控常闭式交流接触器电路图 · [图文] 光控插座电路图 · [图文] 光控 闪光管电路图 · [图文] 光控555维电器电路图 · [图文] 光可控电路图 · [图文] 光继电路图

集成485隔离器使用说明

ADM2582E/ADM2587E-完全集成式隔离数据收发器 本文主要简单介绍RS-485总线标准,以及比较几种常见的RS-485电路,并重点介绍美国模拟器公司(ADI)最新量产的具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器 ADM2582E/ADM2587E,一个集成隔离DC/DC电源,适合用于多点传输线路上的高速通信应用的数据收发器。 1.引言 随着现代化社会生活的迅速发展,工业自动化的程度越来越高。在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中,也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。但是,在工业控制等环境中,常会有电气噪声干扰传输线路,使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导致信号传输错误;另外,RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲器的情况下只可以达到15 米。为了解决上述问题,RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。 RS-485标准采用平衡式发送,差分式接收的数据收发器来驱动总线。因为 RS-485的远距离、多节点(256个)以及传输线成本低的特性,是EIA RS-485称为工业应用中数据传输的首选标准。ADI公司的 ADM2582E/ADM2587E器件针对均衡的传输线路而设计,符合 ANSI/TIA/EIA RS-485-A-98和ISO 8482:1987(E)标准。它采用ADI 公司的iCoupler?技术,在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPower DC/DC转换器。该器件采用5V或3.3V单电源供电,从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。 2.RS-485 标准介绍 电子工业协会(EIA)于1983 年制订并发布RS-485标准,并经通讯工业协会(TIA)修订后命名为TIA/EIA-485-A,习惯地称之为RS-485标准。RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性,而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。RS-485标准数据信号采用差分传输方式(Differential Driver Mode),也称作平衡传输,RS-485标准的最大传输距离约为1219 米。通常,RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体,平衡双绞线的长度与传输速率成反比。在这里尤为注意并不是所有的RS-485收发器都能够支持高达10Mbps的通讯速率。如果采用光电隔离方式,则通讯速率一般还会受到光电隔离器件响应速度的限制。

数字隔离器的浪涌测试

数字隔离器的浪涌测试 关键字:数字隔离器浪涌测试隔离标准 国际电工委员会(IEC)和VDE (Verband der Elektrotechnik)两个组织出版的标准就隔离技术在医疗、工业、消费以及汽车等系统中的系统级和元件级应用进行了规定。为了确保在出现高压浪涌时人员和设备的安全,这些标准根据具体应用所需要的隔离等级规定了不同的浪涌额定值。 共有三类常见的隔离等级:功能隔离、基本隔离和增强隔离。功能隔离仅有少量安全要求,因为它一般只用于要求隔离接地基准电压的场合,以保证电路能正常工作。可见,安全性和浪涌性能并不是功能隔离的主要考虑因素。 然而,安全性却是基本隔离和增强隔离的主要考虑因素,因此,浪涌电平是确定隔离质量的关键。基本隔离可以保护终端设备用户,使其免受电击,增强隔离是一种单独的隔离系统,其提供的保护能力相当于两个冗余的单个或基本隔离系统。医疗和工业应用一般要求增强隔离,以保护病人和终端用户,使其免受致命性电击的影响。VDE针对数字隔离器的增强隔离标准是VDE 0884-10,规定最小浪涌电压(VIOSM)额定值为10 kV,同时对工作电压(VIORM)和耐受电压(VISO)作出了规定。 数字隔离器的浪涌电压额定值规定的是在经受连续短暂高压脉冲之后的抗冲击能力。图1所示为符合IEC 61000-4-5的浪涌波形的时序特性。 图1. 浪涌电压波形 测试时,把设备放在一个测试板上,使隔离栅两端的所有引脚短路(见图2)。将一个高压脉冲发生器通过一个1000Ω/1000 pF网络连接到隔离栅的一端。发生器回路连接到隔离栅另一端。将一个100 kΩ、2.5 W的电阻跨接于隔离栅上,以便施加各个脉冲之后使电路放电。用一个带1000:1高压探头的示波器监控脉冲。将放电枪设置为测试计划规定的最低电压,示波器设为单次触发。在该电压电平下施加10个脉冲,并用示波器对各个脉冲进行监控。通过骤降脉冲幅度(在不到50 μs的时间内下降到50%)可发现隔离栅中的缺口。如果部件可以承受10个脉冲,则提高放电枪电压,再施加10个脉冲。持续进行,直到隔离栅发生故障为止,或者直到达到最大测试电压为止。

光耦的作用及 工作原理

光耦的作用及工作原理 光耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。 光耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来的新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。 学习笔记:光耦的主要作用就是隔离作用,如信号隔离或光电的隔离。隔离能起到保护的作用,如一边是微处理器控制电路,另一边是高电压执行端,如市电启动的电机,电灯等等,就可以用光耦隔离开。当两个不同型号的光耦只有负载电流不同时,可以用大负载电流的光耦代替小负载电流的光耦。 以六脚光耦TLP641J为例,说明其原理。 一个光控晶闸管(photo-thyristor)耦合(couple to)一个砷化镓(gallium arsenide)红外发光二极管(diode)组成。左边1和2脚是发光二极管,当外加电压后,驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,以此来触发光控晶闸管。光控晶闸管的特点是门极区集成了一个光电二极管,触发信号源与主回路绝缘,它的关键是触发灵敏度要高。光控晶闸管控制极的触发电流由器件中光生载流子提。光控晶闸管阳极和阴极间加正压,门极区若用一定波长的光照射,

隔离器使用与维护手套更换时间

关于隔离器使用维护手套更换时间确定 手套是隔离器设备上的关键部件,一般通过手套对处于操作门锁定状态下的隔离器,按照SOP进行干预操作。手套是隔离器结构上最薄弱的部件,也是对于无菌环境的一个风险,因此在生产前后都需要对手套进行完整性检查。 关于手套,我们被问到最多的问题就是:“手套一般多长时间更换?”其实对于隔离器上的手套方面的问题还有很多需要我们考虑的,今天就针对隔离器的手套为大家提供一些使用上的参考信息。 (1)建立规范 在生产工艺开发过程中,我们需要列明所有手套操作动作,这些操作的干预动作需要通过动态气流验证,来保证操作不会干扰气流。一般由QA批准这些经过验证的操作写入SOP中,对具体生产人员进行培训,只有经过培训合格的生产人员才能被允许在生产过程中执行这些操作。 (2)记录和监控 生产过程中任何手套的使用和操作需要被记录。一般可以通过监控录像,或者使用带感应控制的手套口,能在操作时给隔离器的控制系统发出信号,从而记录具体手套被操作的时间点和持续操作的时间长度,为可能发生的误操作或者其他质量事件提供调查依据。 (3)操作干扰 由于隔离器内部相对于背景环境一般有20~50Pa的压差(根据具体无菌隔离器的工艺来设计)。手套的使用会干扰舱体内部的压差,尤其是在隔离器舱体体积较小时更为明显。因此,需要对同时干预

的手套数量,以及戴手套、操作手套的动作幅度和速度做限定,一般以不干扰压差控制、不干扰隔离器内部气流为准则,需根据工艺实际情况建立可接受规范 从往年FDA的483 进行分析,将近90%针对隔离器的不符合是关于气流和操作干预的。因此,在手套的使用上需要格外注意,手套的操作需要设计、验证和控制日常规范操作。 (4)手套损坏、老化 目前用的较多的手套为CSM,属于橡胶类材质,即使在正常的存储的情况下,手套也会老化,一般手套的货架期在2-3年,具体需要看手套制造商提供的信息。 在实际安装使用中,一般手套手指部位(手指尖/指缝/虎口位置)、手套安装口位置都是较容易发生损坏的地方,在日常的目视检查中应重点关注 手套最容易发生损坏的位置 手套在使用时应考虑避免手套的拉扯,硬物或尖锐物的碰撞。有时操作人员为了图方便,手套没有穿戴到位就捏着手套一部分的材料去进行操作,这样会造成干预范围的减小,操作者会更倾向于过度拉扯手套去够较远处的物品,会造成手套安装位置的磨损或撕裂。隔离器的手套不能直接接触药品和药品包装,而是应该通过如镊子等工具来拿取。在隔离器做汽化过氧化氢灭菌时,手套需要用专用的支撑架把手套充分撑起,避免折叠褶皱造成的灭菌死角。 也有对隔离器手套再带一层无菌手套来操作的应用,需要由客户根据无菌

PS2705(光电耦合隔离器)

DATA SHEET The information in this document is subject to change without notice. ? 1988 Document No. P11309EJ5V0DS00 (5th edition)Date Published December 1998 NS CP (K)Printed in Japan The mark ? shows major revised points. DESCRIPTION The PS2705-1, PS2705-2, PS2705-4 are optically coupled isolators containing two GaAs light emitting diodes and an NPN silicon phototransistor. These packages are SOP (Small Outline Package) type and have shield effect to cut off ambient light.They are designed for high density mounting applications. FEATURES ?AC input response ?High isolation voltage (BV = 3 750 Vr.m.s.)?High current transfer ratio (CTR = 100 % TYP.)?SOP (Small Outline Package) type ?High-speed switching (t r = 3 μs TYP., t f = 5 μs TYP.) ?Ordering number of taping product (Only-1 type) : PS2705-1-E3, E4, F3, F4?UL approved: File No. E72422 (S)?VDE0884 approved (Option) APPLICATIONS ?Hybrid IC ?Telephone/FAX ?FA/OA equipment ?Programmable logic controllers ?Power supply ORDERING INFORMATION Part Number Package Safety Standard Approval PS2705-14-pin SOP Standard products PS2705-28-pin SOP ? UL approved PS2705-416-pin SOP PS2705-1-V 4-pin SOP VDE0884 approved products (Option) PS2705-2-V 8-pin SOP PS2705-4-V 16-pin SOP

信号隔离器的工作原理及功能是什么

信号隔离器的工作原理及功能是什么? 1.工作原理: 首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 2.功能: 一:保护下级的控制回路。 二:消弱环境噪声对测试电路的影响。 三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 DIN系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。 信号隔离器的主要类型有哪些? 1.隔离器: 工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰,提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。 2.配电器: 工业现场一般需要采用两线制传输方式,既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源,同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。 3.安全栅:

一些特殊的工业现场(如燃气公司和化工厂)不但需要两线制传输,既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花防爆的性能,可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火,限流、降压双重限制信号及电源回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。 信号隔离器安装维护应注意哪些事项? 由于生产厂家不同,对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同,但使用场合基本相同,所以对产品的防护要求及维护基本相同。 1. 使用前应详细阅读说明书。 2. 作为信号隔离使用时,应将输入端串入环路电路中,输出端接取样回路。 3. 作为隔离配电使用时,应将输入端串入电源电路中,输出端接变送器。 4. 若不正常工作应先检查接线是否正确,注意电源有无及极性反正。 为什么有时PLC接收到的现场信号误差大且稳定性差? 造成这种现象的原因很多,不同仪表信号参考点之间的电位差是重要因素。由于这个“电位差”造成仪表信号之间产生干扰电流,致使PLC误差大且稳定性差。所以不同设备、仪表的信号有一个共同的参考点是最佳状况。隔离器使输入/输出电气上完全隔离,在PLC模拟接口板形成共同的参考点,达到理想状况问题就解决了。 设计隔离端子的原则是什么? 需要为每台隔离器都配电源吗?设计要遵循两个原则。第一:外部设备与中央处理系统(例如PLC、DCS)之间要进行电气隔离。第二:外部设备信号(无论是向中央处理系统发送信号的外部设备到还是接收信号的外部设备)之间要实现相互电气隔离。例如要把PLC输出的一路

光电隔离器6N137原理及典型用法

光电隔离器6N137应用 一、6N137原理及典型用法 6N137的结构原理如图1所示,信号从脚2和脚3输入,发光二极管发光,经片内光通道传到光敏二极管,反向偏置的光敏管光照后导通,经电流-电压转换后送到与门的一个输入端,与门的另一个输入为使能端,当使能端为高时与门输出高电平,经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时,输出高电平,但这个逻辑高是集电极开路的,可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。 简单的原理如图2所示,若以脚2为输入,脚3接地,则真值表如附表所列,这相当于非门的传输,若希望在传输过程中不改变逻辑状态,则从脚3输入,脚2接高电平。 隔离器使用方法如图2所示,假设输入端属于模块I,输出端属于模块II。输入端有A、B两种接法,分别得到反相或同相逻辑传输,其中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250uA,光敏管不导通;发光二极管正向压降1.2-1.7V,正向电流6.5-15mA,光敏管导通。

若以B方法连接,TTL电平输入,Vcc为5V时,RF可选500Ω左右。如果不加限流电阻或阻值很小,6N137仍能工作,但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击,尤其是数字波形较陡时,上升、下降沿的频谱很宽,会造成相当大的尖峰脉冲噪声,而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声,其峰-峰值可达100mV以上,足以使模拟电路产生自激,A/D不能正常工作。所以在可能的情况下,RF应尽量取大。 输出端由模块II供电,Vcc2=4.5-5.5V。在Vcc2(脚8)和地(脚5)之间必须接一个0.1uF高频特性良好的电容,如瓷介质或钽电容,而且应尽量放在脚5和脚8附近。这个电容可以吸收电源线上的纹波,又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。脚7是使能端,当它在0-0.8V时强制输出为高(开路);当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作,见附表。 脚6是集电极开路输出端,通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA,但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大,加大对电源的冲击,使旁路电容无法吸收,而干扰整个模块的电源,甚至把尖峰噪声带到地线上。一般可选4.7kΩ,若后级是TTL输入电路,且只有1到2个负载,则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容,它和RL影响器件的响应时间,当RL=350Ω,CL=15pF时,响应延迟为48-75ns。注意:6N137不应使用太多,因为它的输入电容有60pF,若过多使用会降低高速电路的性能。情况允许时,可考虑把并行传输的数据串行化,由一个光电隔离器传送。 二 6N137应用实例 信号采集系统通常是模拟电路和数字电路的混合体,其中模数变换是不可缺少的。从信号通路来说,AD变换之前是模拟电路,之后是数字电路。模拟电路和AD变换电路决定了系统的信噪比,而这是评价采集系统优劣的关键参数。为了提高信噪比,通常要想办法抑制系统中噪声对模拟和AD电路的干扰。在各种噪声当中,由数字电路产生并串入模拟及AD电路的噪声普遍存在且较难克服。数字电平上下跳变时集成电路耗电发生突变,引起电源产生毛刺,通常对开关电源影响比线性电源大,因为开关电源在开关周期内不能响应电流突变,而仅由电容提供电流的变化部分。一般数字电路越复杂,数据速率越高,累积的电流跳变越强烈,高频分量越丰富。而普通印刷电路的分布电感较大,使地线不能完全吸收逻辑电平跳变产生的电流高频分量,产生电压的毛刺,而这种毛刺进入地线后就不能靠旁路电容吸收了,而且会通过共同的地线或穿过变压器,干扰模拟电路和AD转换器,其幅度可高达几百毫伏,足以使AD工作不正常。 本所研制的机载三通道红外成像扫描仪的数据采集系统,要求信噪比1000,12位量化级别,并行数据传输,数据传输率500KB/s。要达到上述要求,AD能否达到转换精度是个关键。在未采用光电隔离器的电路中,虽采取了一系列措施,但因各模块间地线相连,数字电路中尖峰噪声影响仍很大,系统信噪比仅达500.故我们采用6N137将模拟电路及AD变换器和数字电路彻底隔离,电路如图3所示。

RS-232光电隔离方案

RS232串口光电隔离应用方案 网络系统设计中,RS-232串行数据口常常和终端、打印机、调制解调器相连,被称为零插槽(zero slot)的局域网连线。RS-232是破坏性噪声和电涌侵入设备的一个通道,而且也是计算机安全问题中最易受攻击的地方。侵入RS-232串口的干扰信号来源多种多样,包括系统间地线噪声、电话线冲击电流和线路故障。系统间地线噪声是由互联设备与地线(零线)之间的压差造成的。当地线分别接地或有一个地线从其他地方灌入了噪声或电涌就产生了地线压差。压差小到射频噪声,大到高能电涌,都会损坏RS-232串口。例如电话线电涌能通过调制解调器侵入RS-232串口,虽然调制解调器将RS-232串口和电话线隔离开来,但电涌仍然能越过这个阻碍,使RS-232串口损坏。线路故障指的是交流电源线对RS-232线的干扰,它一般是由附近的大电流机电设备引起的。 这种故障不常见,但它也可能会损坏RS-232串口上的每一台设备。为此选择正确的保护设备就尤为重要。目前,银行、保险、邮电行业一般采取如下几种方法:选用UPS系统:选择UPS完全保护RS-232连接的互联设备的唯一途径,就是所有的工作站和主机由同一台UPS供电,但这要求购买大容量UPS并要安装电源布线。选择调制解调器:调制解调器用双绞线将工作站或服务器与终端连接起来。连接接收、发送端的调制解调器,它的连接距离可达到数公里,可以连接较长的RS-232连线。从电源保护的角度看,调制解调器的额定隔离电压值较高。选择RS-232光电隔离器。前大多数RS-232数据线保护器不能确保RS-232的全部线路(不是只保护软件需要的线路)的安全。有些型号只保护数据线,有些保护器采用“分流”保护设备,常常是将硅雪崩二极管(SAD)接在被保护线路和保护器外壳之间。测试表明SAD的钳制性能很好,但它的电涌分流能力有限。用MOV(金属氧化物变阻器)的设计虽然在交流保护上很理想,但对数据线却不太适用。 选择光缆:用光缆传输RS-232 信号可以很好地抵制系统间地线噪声和电涌的功能,而且传输波特率高。光纤电缆的主要问题是它的成本较高,而且安装不方便,所以只适合高要求的场合。选择隔离变压器:隔离变压器只能隔离常见的电源噪声,它不能消除系统间地线噪声,无助于解决RS-232 保护问题。 除此之外,目前又有了一种新方案,它是北京异特路智能通讯科技有限公司生产的IR-1201。该产品的特性在于它在两个串口之间加装隔离器,隔离器用光电耦合器解决信号线路的隔离问题,其性能同使用光缆一样,从根本上做到了两个设备不共地,使信号之间没有电接触,把电涌和电位差降在隔离器上,从而起到保护串口、抑制电涌的作用,即使带电插拔串口插头也无安全之虞。实践证明,在多用户卡和终端之间加上串口隔离器,可使每个终端之间在电气线路上彼此隔离,互不干扰,从根本上解决了损坏串口的难题,使硬件系统安全保护提高到一个更高水平。 IR-1201 简介: IR-1201是一款无源RS-232串口三线(TXD、RXD、GND)光电隔离器,可将两个相互通讯的RS-232设备(DTE和DCE)在电气上完全隔离开来,从而有效的避免两个RS-232设备之间的互相干扰,防止两端RS-232设备因地电位差造成地环流而对设备造成的损害。本产品无须外部电源,直接从两端的RS-232串口取电。对于采用标准DB-9接头的RS-232设备来说,直接将其与接口连接即可使用,非常方便。 特点: ◆接口符合EIA RS-232和CCITT V.24异步协议 ◆RS-232为三线(TXD、RXD、GND)全双工通信 ◆分为DTE端(接数据终端设备,如计算机)和DCE端(接数据通信设备,如Modem)

隔离器使用

隔离器使用 生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲,有直流低频范围的,也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外,解决各种设备、仪表的“地”,也即信号参考点的电位差,将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送,那就存在信号参考点问题。换句话说,要使信号完整传送,理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点,也即共有一个“地”。进一步讲,所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中,这一点几乎是不可及的,这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外,尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋,导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。 两个现场设备仪表(1#,2#)向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10VDC信号。理想情况,PLC及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰,这样从PLC 输入来看,接收正确。但正如前所述,两个现场设备通常有“地”电位差,举例来讲,1#设备“地”与PLC“地”同电位,2#设备比它们的“地”电位高0.1V,这样1#设备给PLC的信号为0-10V,而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,误差就产生了,同时1#,2#设备的“地”线在PLC汇合联接。将0.1V电压施加在PLC地线条上,有可能损坏PLC局部“地”线,同时在显示错误数据,由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中,使用美国AB-PLC接国内某厂家手操器。AB-PLC的数据采集板有每八个通道,八个通道共用一个12位A/D,经过变换后,由12个光耦实现与主机隔离。它的八个通道输入之间并没有隔离,致使八个通道输入信号每个单独接入采集板均正常,接入两个或多于两个外部信号时,显示数字乱跳,故障无法排除。又如航天某部门测试发动机各点温度,使用K型偶作为传感器,同上述相似,仅测试一点一切正常,但是向主机接入两点或两点以上温度时,显示的温度明显错误。这两种情况在接入隔离器后,均正常。 隔离器之所以能起到这个作用,就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲,输入/输出之间没有共同“地”,外来信号不管是0-10V,或带着+10V干扰的10V-20V经隔离后均为0-10V,也即隔离后新建立的PLC“地”与外部设备、仪表“地”没关系。正是由于这个原因,也实现输入到PLC主机的多个外接设备仪表信号之间隔离,也即它们之间没有“地”的关系。 上面谈了输入到PLC信号的隔离,同样在PLC向外部信号设备传出信号也有类似现象问题。显然采用隔离器亦能达到解决问题的目的。 谈到PLC向外部设备、仪表发送信号,有一种情况经常遇到:要求PLC的输出即能给显示仪表,又能传送给变频器一类的设备。欲彻底解决干扰问题,推荐使用隔离式信号分配器。这种隔离器即实现PLC输出信号与外设隔离,同时实现外设之间隔离。有时现场仪表在配套时,由于协调不利,产生了如

数字隔离器(磁隔离)产品常见问题解答(ADI)

FAQ: Isolation, i Coupler? Technology, and i Coupler Products Isolation What is isolation? Why is it needed? What are common applications that use isolation? How is isolation specified? What is isolation rating? What are working voltage and rated mains voltage? What is the relationship between working voltage and isolation rating? What is the difference between basic and double (or reinforced) insulation levels? What are transient immunity and common-mode rejection? What other parameters are important when considering an isolation device? Regulatory Standards What regulatory standards address isolation products? Traditional Isolation Technologies What types of technologies have been used to provide isolation? What are optocouplers? What is optical isolation? What is transformer isolation? What is capacitive isolation? i Coupler Technology What is i Coupler technology? What are the benefits of i Coupler technology? How much isolation can i Coupler products provide? With which regulatory standards do i Coupler products comply? Do i Coupler products have VDE certification for reinforced insulation? Are i Coupler products sensitive to external magnetic fields? i Coupler Products What are the different types of i Coupler products? Which i Coupler product is best for my application? What communications protocols are supported by i Coupler products? What are some of the distinguishing features of the i Coupler products? Can I replace an optocoupler with an i Coupler product in an existing design? How do i Coupler products differ from interface products? Does Analog Devices provide other products that employ i Coupler technology? Are i Coupler products Pb-free? How do I learn about new i Coupler products? iso Power? What is iso Power What are common applications of iso Power? How does iso Power work? What are the benefits of iso Power?

光耦的作用

光耦 光耦全称是光耦合器,英文名字是:optical coupler,英文缩写为OC,亦称光电隔离器,简称光耦。 光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。 发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出,由于没有直接的电气连接,这样既耦合传输了信号,又有隔离干扰的作用。 只要光耦合器质量好,电路参数设计合理,一般故障少见。如果系统中出现异常,使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电压,就会使之被击穿损坏。 光耦的参数都有哪些?是什么含义? 1、CTR:电流传输比 2、Isolation Voltage:隔离电压 3、Collector-Emitter Voltage:集电极-发射极电压 CTR:发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值 隔离电压:发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值 集电极-发射极电压:集电极-发射极之间的耐压值的最小值 光耦什么时候导通?什么时候截至? ------------------------------------- 关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告 要求: 3.5v~24v 认为是高电平,0v~1.5v认为是低电平 思路: 1、0v~1.5v认为是低电平,利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降,吃掉1.4V 左右; 2、24V是最高电压,不能在最高电压的时候,光耦通过的电流太大;所以选用2K的电阻;光耦工作在大概10mA的电流,可以保证稳定可靠工作n年以上; 3、3.5V以上是高电平,为了尽快进入光敏三极管的饱和区,要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大;因此选用10K;同时要考虑到ctr最小为50%; 电路: 1、发光管端: 实验室电源(0~24V)->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1(2)-gnd1 2、光敏三极管: 实验室电源(DC5V)->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd2

数字隔离器工作原理及应用实例

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/553470084.html, 数字隔离器工作原理及应用实例 作者:徐华 来源:《电脑知识与技术·学术交流》2008年第22期 摘要:讨论了隔离技术的发展,分析了数字隔离器的工作原理,给出了数字隔离器的应用实例。 关键词:隔离;数字隔离器;高频通道;低频通道;传感器;接口 中图分类号:TN305文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)22-772-02 The Working Principle and Applications of the Digital Isolator XU Hua (Xiamen Kerun Electronic Technology Co.Ltd, Xiamen 361006, China) Abstract: Discuss the development of isolation technology, analysis the working principle of the digital isolator, and also give the applications of digital isolators. Key words: isolation; digital isolators; high-frequency channel; low-frequency channel; sensor; interface 1 引言 进行隔离是防止电流在两个通讯点之间流动的一种方法。一般在两种情况下采用隔离:第一种情况是,在有可能存在损坏设备或危害人员的潜在的电流浪涌时。第二种情况是必须避免存在不同地电位和分裂的接地回路的互连。两种情形都是采用隔离来避免电流流过,而允许两点之间有数据或功率传送。隔离应用涉及高电压、高速/高精度通信、或者长距离通信。普通的例子如工业I/O系统、传感器接口、电源/调节杆,发动机控制/驱动系统以及仪器仪表。 2 早期的隔离技术 早期的设计除使用变压器之外,还使用各种模拟隔离放大器,将工厂地面的传感器电路与控制室内的信号处理系统进行隔离。在通道数量有限及信号带宽小的应用中,目前仍在采用这些放大器。隔离放大器虽然具有高可靠性和高精度,但受限于信号带宽50kHz。其老旧的技 术要求最小±4V的电源,不支持目前的3V及以下的低电压应用。此外,其制造过程涉及输入和输出部分单独制作,异常电路匹配的激光微调,以及在两部分间安装隔离电容,使这些器件相当昂贵。 3 多通道隔离

信号隔离模块(信号隔离器)

DATA-8205 信号隔离模块主要用于对工业设备的RS232/RS485通信接口的隔离保护,通过模块内部电路的电气隔离,可有效避免地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电、热插拔、电磁干扰等因素造成的设备损坏。 设备特点: ◆工业级电磁隔离,能够提供高达2500Vrms的隔离电压。 ◆完整的保护方案能使RS-232/RS-485设备安装于任何复杂的工业环境而免除静电、雷击、电磁和浪涌对设备的干扰或损坏。 ◆用户可自主设定隔离串口类型。 ◆全透明通信,无须调试、即插即用。 ◆通信波特率自适应。 ◆体积小巧,安装方便。 产品型号DATA-8205 符合标准EIA/TIA RS-232C、RS-485国际标准 工作方式自定义串口类型 波特率300bps ~ 57600bps自适应 信号隔离2500V 电源隔离非隔离 传输介质双绞线或屏蔽线 工作电源9 ~ 30VDC宽压输入 响应时间≤ 10nm 安装方式DIN导轨安装(35mm) 适用环境即插即用 工作环境-40℃到 85℃,相对湿度为5%到95% 外壳材质工程塑料 外型尺寸100x25.4x74mm

DATA-8301 信号隔离模块是工业级电流信号隔离分配器,采用磁隔离技术保证隔离器的隔离功能:输入、输出、电源之间全隔离,能够屏蔽现场各种干扰信号和有害信号,同时保证输出信号不衰减,提供高精度信号。采集现场各类一次传感器或其他仪表输出的直流信号后,经隔离、抗干扰处理后输出,使得检测和控制回路信号的安全性和抗干扰能力大大增强,提高系统可靠性。 设备特点: ◆采用高精度采集芯片,精度高。 ◆兼容性强,可接入各种4~20mA输出的变送器及仪表。 ◆具备两路电流输入、两路隔离电流输出,可为变送器和仪表提供DC 12V/24V供电电源。 ◆体积小巧,标准DIN35导轨安装,节省空间、安装简便。 产品型号DATA-8301 工作电压:10V~30V DC 负载能力:0~250Ω 消耗功率:≤2W 工作精度:±0.2% 隔离耐压:1500VDC 绝缘电阻:>100MΩ 响应时间:200μS 电磁兼容:IEC61000-4-4:1995 环境温度:-30℃~ 85℃ 环境湿度: <90% 无结露

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