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PCB抄板中信号隔离技术的作用

发布日期:2020-05-18 17:35

      信号隔离使数字或模拟信号在发送时不存在穿越发送和接收端之间屏障的电流连接。在PCB抄板中,为保证电路板中各元器件之间不干扰彼此,通常要用到信号隔离技术。信号隔离技术是使模拟或数字信号在发送时不存在接收端之间屏障和穿越发送的电流连接。这允许发送和接收端外的地或基准电平之差值高达几千伏,且还能防止损害信号的不同地电位之间的环路电流。在另一种应用中,基准电平之间的电连接可产生一个对于操作人员或病人不安全的电流通路。信号的性质可以为电路设计人员指明系统可考虑的那些正确的IC。

主要应用在这些情况下:

1.基准电平之间的电连接会产生一个对操作者不安全的电流通路,通过隔离可将电流控制在安全范围之内。

2.系统地噪音大,信号容易受损,隔离技术可将信号分离到另一个干净的信号子系统地、电源中,从而确保隔离部分信号的可靠性,最终达到系统的PCB抄板和PCB设计要求。
3.系统电压差过大,例如在强电电路中,我们要通过隔离才能将工作电压转化到IC所允许的工作范围内。

在隔离技术中,PCB设计者根据被隔离信号种类的不同和隔离要求来选择不同隔离器件才是关键:

1.模拟变压器是通过变压器的电磁感来耦合发送和接收信号的。因为变压器难以制作,也不能精确的控制其参数,且通常都不可能制成IC,所以使用起来很不方便,但线性化问题迫使模拟信号隔离要采用变压器。

2.第一类隔离器件依赖于接收器和光发送器来突破隔离的屏障,主要有隔离收发器IC和光耦合器,通过光来阻隔系统电流,电容也能避免电气上的干扰,此类的器件适用于数字信号中。

3.为了解决变压器的不方便使用,工程师们采用了调制载波使模拟信号来突破这个屏障,想出了用电容器电路来耦合调制信号以突破屏障,作用在隔离屏障上的高转换率瞬态电压可作为单电容屏障器件的信号,开发出双电容差分电路,从而将误差降到最小,现在电容屏障技术已广泛应用在数字和模拟隔离器件中了。


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