数字、模拟隔离
数模地隔离

模拟地和数字地之间链接(1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大?一般用几uH到数十uH。
(2)用0欧电阻是最佳选择(1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。
磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。
电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。
如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。
串联的话就显得不伦不类。
电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。
电感也是陷波,LC谐振(分布电容),对噪点有特效。
总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。
建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。
2 磁珠电感和磁珠的什么联系与区别电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。
两者都可用于处理EMC、EMI问题。
磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过错50MHZ。
★地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠?但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊?而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了……先必需明白EMI的两个途径,即:辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法。
前者用磁珠,后者用电感。
对于扳子的IO部分,是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离,比如将USB 的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面?电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。
数字地、模拟地隔离——系统抗干扰

数字地与模拟地的隔离探讨1.数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整个PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。
也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。
但是,制做PCB板时一般都做铺铜走线,而走线都与GND相联,请问,铺铜之后,模拟地和数字地还能区分出来吗,还能像上面说的那样,只有一个联接点吗?两个地起不同的名字,分别辅铜,最后可以用一个10uH电感或0欧姆电阻连起来。
模拟部分的器件尽量集中,放置在与其它板子接口的附近,减小信号衰减。
数字部分线路长一些没关系。
先对模拟地敷铜,然后对整个板敷数字地。
模拟地和数字地之间会自动分隔,用一个1uH的电感或0欧的电阻作为共地点。
2在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。
形成干扰的基本要素有三个:(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt, di/dt 大的地方就是干扰源。
如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。
如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。
抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
(类似于传染病的预防)1 抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。
这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。
减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。
模拟电路和数字电路的隔离技术

模拟电路和数字电路的隔离技术一.电路隔离的目的:电路隔离的主要目的是通过隔离元件把噪声干扰的路径切断,从而达到抑制噪声干扰的效果,使设备符合电磁兼容性的要求。
二.电路隔离的分类:三.典型隔离电路介绍:1.模拟电路的隔离:根据系统功能不同模拟电路可分为供电子系统,模拟信号测量子系统和模拟信号控制等子系统。
为了使各个子系统免受电网上各种噪声的干扰,以及各个系统间的相互干扰,因此就存在供电系统的隔离,模拟信号测量系统的隔离和模拟信号控制系统的隔离等电路。
1.1供电系统的隔离:根据供电系统的电源不同,供电系统又分为交流供电和直流供电系统两种,下面分别介绍常用的隔离电路。
✓ 交流供电系统的隔离隔离目的:隔离电网中的谐波,雷击浪涌,高频干扰等噪声。
隔离方法:采用电源隔离变压器,这种变压器不同于普通变压器之处在于绕组间是否加屏蔽层。
是常用的隔离方法。
简要分析:原理电路如图1所示:1c(a)无屏蔽层 (b) 有屏蔽层图1隔离变压器在图1(a)中,隔离变压器不加屏蔽层,C12是一次和二次绕组之间的分布电容,在共模电压U1C 的作用下,二次绕组所耦合的共模噪声电压为U2C,C2E 是二次侧的对地电容,则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C 为:2E12121C 2C C C U U +=∙在图1(b)中,隔离变压器加屏蔽层,其中C10、C20分别代表一侧和二次绕组对屏蔽层的丰补电容,ZE 使屏蔽层的对低阻抗,C2E 是二次绕组侧对地电容,则从图可知二次侧的巩膜再生电压U2C 为:2E202E EE 1C C 2C C C C10j 1Z Z U U +∙+∙ω=当ZE<<C10j 1ω时,U2C 趋于0。
所以采取屏蔽措施后,通过变压器的共模噪声电压被大大地消弱。
✓ 直流供电系统的隔离隔离目的:控制子系统或电气设备内部需独立工作时,将直流供电电源隔离可有效减小系统间的干扰。
隔离方法:方法一,在交流侧采取变压器隔离如图2(a)所示,方法二,在直流测分别采用DC/DC变换如图2(b)所示。
数字地模拟地隔离

数字地和模拟地处理的基本原则如下:1模拟地和数字地之间链接(1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大?一般用几uH到数十uH。
(2)用0欧电阻是最佳选择 (1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。
磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。
电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。
如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。
串联的话就显得不伦不类。
电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。
电感也是陷波,LC 谐振(分布电容),对噪点有特效。
总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。
建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。
2 磁珠采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。
主要参数:标称值:因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆 .一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。
额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流.3 电感与磁珠的区别:有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠;电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件;电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策;磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰.两者都可用于处理EMC、EMI问题;电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上.在模拟地和数字地结合的地方用磁珠.磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。
电路设计对数字地和模拟地隔离技巧解析

电路设计对数字地和模拟地隔离技巧解析
问:电路设计中用0欧电阻还是磁珠来隔离数字地和模拟地?
我做了个实验板,不太清楚应该用0欧电阻还是磁珠来进行数字地和模拟地的隔离?
板子上的晶振有:24MHz,50MHz,27MHz等,板子入口电压5V,芯片需求电压轨:3.3V,2.5V,1.5V,1.2V.。
请高手指点!
答:0欧姆电阻
模拟地和数字地单点接地,只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。
如果不接在一起就是浮地,存在压差,容易积累电荷,造成静电。
地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。
模拟信号隔离方法的总结

模拟信号隔离方法的总结模拟信号的隔离是非常头疼的,有时候不得不需要隔离。
大部分基于以下需要:1.隔离干扰源;2.分隔高电压。
隔离数字信号的办法很多,隔离模拟信号的办法却没有想象的那么多,关键是隔离的成本,比想象的都要高出许多。
特别是要求精确测量的场合,模拟信号的隔离,成本高得更加是离谱的无法想象。
我从事这种系统开发多年,对自己所知道的隔离方法做个小小的总结:数字隔离方法:1、光耦;2、ADI 的磁隔离芯片,ADuMXXXX(XXXX为数字代号,如I2CADuM1250);3、自己用变压器隔离。
数字隔离办法,一般实现的都是单向数字信号的隔离,对于双向数字信号,需要两个隔离单元来实现,体积非常的惊人;很难减小体积。
相对于速度很成本,如果速度小于100KHz 一下,个人推荐用Ps2501这样的常用光耦隔离数字信号,很好的性价比,隔离度也非常的高。
一般Ps2501这样的光耦隔离度都在3000V/RMS以上。
但是如果隔离数字信号的频率在200KHz以上,用Ps2501这样的光耦就不行了,要换高速的数字光耦,价格成本也上去了,不划算了。
所以可采用ADI的磁隔离芯片。
最便宜的磁隔离芯片每通道的价格在$0.7,算下来人民币也才4~5块人民币,选在6N137、6N136这样的高速光耦,已经没有性价比可言,浪费大量的PCB空间用于隔离部分。
成本在4块左右,甚至更高,主要看你的6N137的采购量。
但ADuM系列的磁隔离芯片的尺寸小很多很多,价格相比也很有优势。
唯一美中不足的是磁隔离芯片的隔离电压只能到1000V 左右,这个是个很头疼的问题。
如果只是隔离干扰源,自然没问题,如果是隔离高电压,那么要仔细考量一下设计了。
自己用隔离变压器来隔离的办法,一般人是用不到的,因为完全没有经济效益。
它只有一。
模拟信号的隔离方法有哪些

模拟信号的隔离方法有哪些隔离数字信号的办法很多,隔离模拟信号的办法却没有想象的那么多,关键是隔离的成本,比想象的都要高出许多。
特别是要求精确测量的场合,模拟信号的隔离,成本高得更加是离谱的无法想象。
我从事这种系统开发多年,对自己所知道的隔离方法做个小小的总结:数字隔离方法:1. 光耦;2. ADI 的磁隔离芯片,ADuMXXXX(XXXX为数字代号,如 I2C的ADuM1250);3.自己用变压器隔离。
数字隔离办法,一般实现的都是单向数字信号的隔离,对于双向数字信号,需要两个隔离单元来实现,体积非常的惊人;很难减小体积。
相对于速度很成本,如果速度小于100KHz一下,个人推荐用Ps2501这样的常用光耦隔离数字信号,很好的性价比,隔离度也非常的高。
一般Ps2501这样的光耦隔离度都在3000V/RMS以上。
但是如果隔离数字信号的频率在200KHz以上,用Ps2501这样的光耦就不行了,要换高速的数字光耦,价格成本也上去了,不划算了。
所以可采用ADI的磁隔离芯片。
最便宜的磁隔离芯片每通道的价格在$0.7,算下来人民币也才4~5块人民币,选在6N137、6N136这样的高速光耦,已经没有性价比可言,浪费大量的PCB空间用于隔离部分。
成本在4块左右,甚至更高,主要看你的6N137的采购量。
但ADuM系列的磁隔离芯片的尺寸小很多很多,价格相比也很有优势。
唯一美中不足的是磁隔离芯片的隔离电压只能到1000V左右,这个是个很头疼的问题。
如果只是隔离干扰源,自然没问题,如果是隔离高电压,那么要仔细考量一下设计了。
自己用隔离变压器来隔离的办法,一般人是用不到的,因为完全没有经济效益。
它只有一点好处,就是隔离电压可做得非常高,一般只有变频器、逆变器等IGBT的驱动,需要隔离非常大的电压,超过5000V;才使用。
因为一般的芯片和光耦都实现不了了。
模拟信号的隔离:1.线性光耦;2. 隔离放大器 ;3.频压转换和压频转换+数字隔离;4.飞电容;5.采用DA/AD+数字隔离的办法实现模拟信号的采样复原,进而实现隔离的办法;6.普通光耦实现的线性隔离。
模拟量隔离模块

模拟量隔离模块模拟量隔离模块是一种常见的工业自动化设备,用于将输入信号与输出信号进行隔离,以保证系统的稳定性和安全性。
它在工业控制系统中起到了至关重要的作用。
模拟量隔离模块通常由输入端、输出端和隔离电路组成。
输入端接收来自传感器或其他设备的模拟量信号,经过隔离电路处理后,输出端再将信号传递给控制系统或其他设备。
通过隔离电路的作用,模拟量隔离模块能够有效地防止输入信号的干扰和噪声对输出信号的影响,提高系统的抗干扰能力和稳定性。
模拟量隔离模块具有多种功能和特点。
首先,它能够实现输入信号与输出信号之间的电气隔离,避免了由于接地问题或电位差引起的干扰。
其次,它能够将输入信号进行放大、滤波和线性化处理,提高信号的精度和稳定性。
此外,模拟量隔离模块还具有高速响应、宽工作温度范围和抗电磁干扰等特点,适用于各种恶劣的工业环境。
模拟量隔离模块广泛应用于工业自动化领域。
例如,在化工生产过程中,模拟量隔离模块可以将传感器采集到的温度、压力、流量等模拟量信号隔离并传递给控制系统,实现对生产过程的监测和控制。
在电力系统中,模拟量隔离模块可以将发电机、变压器等设备的模拟量信号隔离并传递给监控系统,实现对电力设备的远程监测和故障诊断。
随着工业自动化技术的不断发展,模拟量隔离模块也在不断创新和改进。
目前,一些先进的模拟量隔离模块已经具备了更高的精度、更快的响应速度和更强的抗干扰能力。
同时,一些模拟量隔离模块还具备了通信接口,可以与上位机或其他设备进行数据交换和远程控制。
总之,模拟量隔离模块是工业自动化领域中不可或缺的设备之一。
它通过隔离电路的作用,保证了输入信号与输出信号之间的稳定传输,提高了系统的可靠性和安全性。
随着技术的不断进步,模拟量隔离模块将会在更多的领域得到应用,并发挥更大的作用。
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模拟信号的隔离是非常头疼的,有时候不得不需要隔离。
大部分基于以下需要:
1.隔离干扰源;
2.分隔高电压。
隔离数字信号的办法很多,隔离模拟信号的办法却没有想象的那么多,关键是隔离的成本,比想象的都要高出许多。
特别是要求精确测量的场合,模拟信号的隔离,成本高得更加是离谱的无法想象。
我从事这种系统开发多年,对自己所知道的隔离方法做个小小的总结:
数字隔离方法:
1. 光耦;
2. ADI 的磁隔离芯片,ADuMXXXX(XXXX为数字代号,如I2C的ADuM1250);
3.自己用变压器隔离。
数字隔离办法,一般实现的都是单向数字信号的隔离,对于双向数字信号,需要两个隔离单元来实现,体积非常的惊人;很难减小体积。
相对于速度很成本,如果速度小于100KHz一下,个人推荐用Ps2501这样的常用光耦隔离数字信号,很好的性价比,隔离度也非常的高。
一般Ps2501这样的光耦隔离度都在3000V/RMS以上。
但是如果隔离数字信号的频率在200KHz以上,用Ps2501这样的光耦就不行了,要换高速的数字光耦,价格成本也上去了,不划算了。
所以可采用ADI的磁隔离芯片。
最便宜的磁隔离芯片每通道的价格在$0.7,算下来人民币也才4~5块人民币,选在6N137、6N136这样的高速光耦,已经没有性价比可言,浪费大量的PCB空间用于隔离部分。
成本在4块左右,甚至更高,主要看你的6N137的采购量。
但ADuM系列的磁隔离芯片的尺寸小很多很多,价格相比也很有优势。
唯一美中不足的是磁隔离芯片的隔离电压只能到1000V左右,这个是个很头疼的问题。
如果只是隔离干扰源,自然没问题,如果是隔离高电压,那么要仔细考量一下设计了。
自己用隔离变压器来隔离的办法,一般人是用不到的,因为完全没有经济效益。
它只有一点好处,就是隔离电压可做得非常高,一般只有变频器、逆变器等IGBT的驱动,需要隔离非常大的电压,超过5000V;才使用。
因为一般的芯片和光耦都实现不了了。
模拟信号的隔离:
1.线性光耦;
2. 隔离放大器;
3.频压转换和压频转换+数字隔离;
4.飞电容;
5.采用DA/AD+数字隔离的办法实现模拟信号的采样复原,进而实现隔离的办法;
6.普通光耦实现的线性隔离。
线性光耦,做过隔离的朋友都知道。
如以前的TIL300,不过好像已经不生产了。
可以选择Vishy的IL300作为替代。
作为一般模拟信号的线性隔离,是个不错的选择。
(我就不上传图了),一般来讲,线性光耦需要两个运放和一些高精度电阻组成合适的电路才能完成信号的隔离。
也只是单向隔离。
IL300的价格在十几块钱人民币左右,如果想得到比较好的温度特性,需要两个比较好的运放,所以整个隔离下来的成本在每路:30RMB/Ch,隔离的频率在200kHz左右。
线性度其实并不理想,0.1%的精度都比较难保证;但手册上写着可以到0.01%的伺服精度。
实际上,因为温度的影响,线性度在+/-0.5%,所以有更高隔离线性度的童鞋们就不能选择这种办法了。
但对于大多数场合都是可以的;
隔离放大器,这个是个终极的宝贝啊,有很多厂家都有,中国小厂一堆生产这种东西的。
线性度都能达到0.1%,比较上档次的是Ti和ADI的隔离放大器,这些东西的成本很高。
Ti 有一款号称是全球价格最低的隔离放大器,ISO124 。
隔离放大器的话,性能稳定,线性度良好,大多数都能达到或远远超过0.1%,都能达到0.01%;但价格的话至少都在40RMB/Ch,ADI的就更加离谱了,大概能到40dollar/Ch,对于做一般工业产品的制造商来讲,实在是望而却步。
第三种方法和第五种方法大同小异,都是把模拟信号变为数字信号然后再隔离数字信号。
数字信号再复原成模拟信号,所以,这也意味着这种电路复杂得很。
但从隔离效果上讲,应该是一种比较合理的隔离方式。
至少在成本和精度上,和隔离放大器最有一拼的。
压频转换和频压转换都非常的贵,所以,这种器件不适合做低带宽信号的转换;压频和频压转换不需要单片机的参与,电路上更为简洁,可靠性也更高。
如果使用AD/DA转换复原,需要单片机或者FPGA等控制电路的参与,从开发角度来说,需要比较多的精力。
相对于频压转换的方法,比较罗嗦,复原的信号带宽和AD/DA的带宽有关。
但选择合适的芯片和单片机,如cortex-M0的32位单片机,40MHz左右,几块钱人民币。
配合合适的AD/DA,成本也能控制在30RMB/ch,但效果比IL300要好很多,主要是隔离的线性度可以有个非常好的保证。
飞电容,飞电容我没试过,但是飞电容也是个思路特殊的隔离方案。
相对于其他的隔离方案,首先是不需要隔离电源;其次是电路简单。
飞电容就是将模拟信号作为源,对一个合适的电容进行充电,充完电后,将飞电容切换到测量电路一边,与向飞电容充电的电路完全断开。
电容对测量电路放电。
测量电路测量出电容的电压。
即实现了电压信号的隔离。
这个电路的核心在于,切换电容,并控制切换时间。
最好使用继电器,但普通的继电器寿命有限,这种玩法肯定就报废了。
要使用湿簧继电器;湿簧继电器应该不是便宜的东西,这种方法我也没试过,但是理论上是完全可行的。
只不过信号带宽是小得可怜。
可能只有10Hz吧。
普通的光耦只是使用了特殊的思路,用另外一个光耦做第一个光耦的反馈和补偿,如下图。
这种方法呢,个人觉得隔离一般的信号还可以,因为没有Datasheet等保证,实际上大批量应用是很难保证一致性和稳定性的。
只是应用于线性度要求非常不高的场合。
成本在所有模拟信号隔离方案里应该是最低的,可以做到5块钱/ch以下。