數(shù)字隔離器原理及應用
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一、數(shù)字隔離器的工作原理
數(shù)字隔離器是一種用于隔離數(shù)字信號的設備,其原理和作用十分重要。數(shù)字隔離器主要通過電磁隔離或光電隔離的方式,將輸入信號和輸出信號之間的電氣連接切斷,以防止信號干擾和電氣隔離。
數(shù)字隔離器的工作原理可以分為以下幾種:
光耦隔離器:光耦隔離器是利用光耦合技術來實現(xiàn)數(shù)字信號隔離的。在輸入端,信號通過發(fā)光二極管轉換為光信號,再通過光耦合器傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端,光信號被光敏三極管轉換為電信號,完成數(shù)字信號的隔離與傳輸。光耦隔離器具有體積小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點,但也存在傳輸速率較慢、傳輸距離較短等缺點。
磁耦隔離器:磁耦隔離器是利用磁耦合技術來實現(xiàn)數(shù)字信號隔離的。在輸入端,信號通過磁場耦合傳輸?shù)浇邮斩?。在接收端,磁場耦合的信號被轉換成電信號,完成數(shù)字信號的隔離與傳輸。磁耦隔離器具有傳輸速率快、傳輸距離遠等優(yōu)點,但也存在體積較大、成本較高等缺點。
電容隔離器:電容隔離器是利用電容耦合技術來實現(xiàn)數(shù)字信號隔離的。在輸入端,信號通過電容耦合傳輸?shù)浇邮斩恕T诮邮斩?,電容耦合的信號被轉換成電信號,完成數(shù)字信號的隔離與傳輸。電容隔離器具有傳輸速率較快、傳輸距離較遠等優(yōu)點,但也存在體積較大、成本較高等缺點。
二、數(shù)字隔離器應用場景
1. 工業(yè)自動化:數(shù)字隔離器可廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)自動化設備、機器人控制系統(tǒng)等領域,能夠對輸入和輸出信號進行隔離和電氣隔離,避免了電氣干擾和電氣擊穿等問題發(fā)生,保證了自動化控制系統(tǒng)的正常運行。
2. 醫(yī)療設備:在醫(yī)療設備領域,數(shù)字隔離器也有著廣泛的應用,如心電圖儀、超聲診斷儀、電子血壓計等設備,數(shù)字隔離器可對高電壓和低電壓進行隔離,防止電氣沖擊和干擾造成的誤差,保證了醫(yī)療設備的準確性和穩(wěn)定性。
3. 通信設備:數(shù)字隔離器在通信設備領域也有著重要的應用,如電話機、傳真機等設備,數(shù)字隔離器可隔離模擬信號和數(shù)字信號,保證了通信設備的清晰和穩(wěn)定。
三、如何選擇數(shù)字隔離器
第一步:了解隔離規(guī)范要求
第二步:選擇合適的包裝
縮小數(shù)字隔離器規(guī)格要求范圍后,下一步就是考慮不同的封裝選項。封裝在隔離方面會產生很大的影響,因為封裝的尺寸和特性直接影響器件的高壓能力。上面列表中的一些相同要求(爬電距離、電氣間隙、VIOWM在國際化學品管理辦公室在.ISO)也會影響包的選擇。具有更寬爬電距離和電氣間隙的更大封裝將允許更高的隔離電壓規(guī)格。如果您可以通過更小的封裝選項滿足系統(tǒng)的法規(guī)要求,那么更小的封裝當然有助于節(jié)省電路板空間和成本。此外,您還需要考慮通信接口需要多少個隔離通道,因為通道數(shù)越多,封裝類型就越大。
第三步:確定通道數(shù)和配置
在規(guī)格和要求以及包裝之后,還有幾個選項需要考慮。確定信號需要多少個隔離通道以及每個信號的去向將有助于確定通道數(shù)和通道配置??紤]您的首選默認輸出狀態(tài)(或故障安全狀態(tài))將有助于確定數(shù)字隔離器輸入通道未上電或引腳懸空時輸出引腳的預定義狀態(tài)(高電平或低電平)。選項可用于默認高電平和默認低電平輸出。
第四步:評估可用設備
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