А. Андрусевич
Новости Электроники 15, 2007
Гальваническая изоляция - непременный атрибут практически любой системы индустриальной автоматики. Развязка аналоговых каналов измерения предотвращает паразитную связь по общей земле и уменьшает уровень помех. Кроме того, изоляция выполняет защитные функции. Однако ее применение всегда приводит к значительному удорожанию изделия. Ниже приводится описание максимально упрощенной гальванической изоляции аналогового канала на базе микросхем Maxim. Это простое и недорогое решение может широко использоваться в системах индустриальной автоматики, сбора данных, различных счетчиках энергии, расходомерах, датчиках.
Для изолированного аналогового канала, как правило, требуется развязка и канала питания схемы, и информационного канала. Существуют оптопары, специально разработанные для развязки аналоговых сигналов. Мы не будем использовать это решение, поскольку оно не лишено недостатков и не позволяет решить задачу максимального упрощения изоляции. Вместо этого рассмотрим традиционную схему построения развязки аналогового канала с использованием аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Изолирующий барьер, состоящий из трансформатора и трех оптопар, размещен между АЦП и микроконтроллером (вместо оптопар могут применяться устройства, использующие для передачи неоптические методы). Трансформатор служит для передачи энергии и обеспечивает изолированное питание. Он может находиться внутри модульного DC/DC-преобразователя. Одна из оптопар нужна для передачи тактовых импульсов, которые служат для синхронизации интерфейса и, в некоторых случаях, являются тактовыми для самого АЦП. Две другие оптопары передают данные в АЦП (для управления, калибровки и т.д.) и из АЦП (цифровое значение изме-
ренной аналоговой величины).
Упростить гальваническую развязку – значит уменьшить количество устройств изолирующего барьера. Попробуем решить эту задачу, помня, что передать данные в нашем случае можно, только манипулируя или временными величинами (частота, ШИМ и т.д.), или физическими (напряжение, ток и т.д.).
Читать далее статью в полном обьеме (pdf)
Передача данных и тактовой частоты через трансформатор
