Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

10-04-2018

Гальваническая изоляция интерфейса I2C с улучшенной помехоустойчивостью

ON Semiconductor » FDV302P, HCPL0600

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2018

Michele Costantino

EDN

В статье представлен простой и эффективный способ оптической изоляции устройств, подключаемых к шине I2C (Рисунок 1). Это усовершенствованная версия схемы, ранее описанной в [1]. Со стороны задатчика шины I2C сигналы обозначены как SDA и SCL, а со стороны подчиненного устройства – SDA1 и SCL1. Линия передачи тактового сигнала идет в одном направлении – от ведущего шины к подчиненному устройству, – поэтому дополнить ее оптоизоляцией довольно просто. P-канальный MOSFET Q3 буферизует линию синхронизации, обеспечивая током светодиод быстрого оптоизолятора IC2.

Гальваническая изоляция интерфейса I2C с улучшенной помехоустойчивостью
Рисунок 1. Это устройство обеспечивает изолированное двунаправленное подключение
подчиненных устройств к шине интерфейса I2C по схеме монтажного «ИЛИ».

Линия данных, однако, двунаправленная. Связанная с ней часть схемы симметрична. R6 и R7 служат подтягивающими резисторами на стороне подчиненного устройства шины I2C, а R3 и R1 – фиктивные подтягивающие резисторы, параллельные штатным резисторам I2C со стороны SDA/SCL. Пока уровень напряжения на обеих линиях SDA и SDA1 высокий, то есть никакие устройства на шине I2C не проявляют активности, транзистор Q1 закрыт, ток через светодиод оптоизолятора IC2 не течет, уровень сигнала на выходе 7 оптрона IC2 высокий, и светодиод оптоизолятора IC1 также выключен.

Если устройство выставляет низкий уровень на линии SDA, транзистор Q1 и светодиод оптоизолятора IC2 выключаются, на выводе 7 оптрона IC2 устанавливается низкий уровень напряжения и диод D2 начинает проводить ток. В результате низкий уровень сигнала на линии SDA1 будет определяться суммой небольшого выходного напряжения IC2 и прямого напряжения диода Шоттки D2. Важно отметить, что в этой ситуации светодиод оптрона IC1 не включается, поскольку приложенное к нему напряжение ниже порогового значения. Это означает, что схема не защелкивается, и может вернуться из этого состояния, как только линия SDA будет отпущена.

Q3 и биполярный транзистор p-n-p типа Q1 эффективно буферизуют две линии SDA/SCL, поэтому при низких уровнях сигналов на линиях в каскады подключенных к шине I2C устройств с открытыми коллекторами и открытыми стоками не попадают никакие дополнительные токи. Эта конфигурация позволяет подключать к изолированному интерфейсу несколько устройств по схеме монтажного «ИЛИ». Использование в качестве D1 и D2 диодов с барьером Шоттки вместо обычных диодов уменьшает низкий уровень напряжения на шине, увеличивая запас помехоустойчивости схемы. И, наконец, благодаря низким временам задержки распространения сигналов устройств семейства HCPL06XX, используемых в этой схеме, шина не подвержена сбоям и хорошо работает до частот 400 кГц и выше [2].

Ссылки

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: I2C interface has galvanic isolation, wired-OR capability, improved noise margin

Цена FDV302PFDV302P на РадиоЛоцман.Цены — от 1,02 до 15,00 руб.
Исполнение: SOT23. MOSFET, P, DIGITAL, SOT-23; Transistor Type:MOSFET; Transistor Polarity:P; Voltage, Vds Typ:-25V; Current, Id Cont:0.12A; Resistance, Rds On:13ohm; Voltage, Vgs...
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
Стандарт СИЗFairchildFDV302P1,02 руб.
Электродеталь-ПоставкаFujitsu-SiemensFDV302P SOT-23 Полевой транзистор, P-канальный, 25 В, 120 мА1,46 руб.
ЭлитанNXPFDV302P2,15 руб.
LifeElectronicsFairchildFDV302P-NL/302по запросу
ТаймЧипсFET,FDV302P,FAIRCHILDпо запросу
Все 33 предложений от 24 поставщиков »
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Рекомендуемые публикации по теме:
Схемы  »
Конвертер USB-I2C на ATtiny. Часть 1
Схемы  »
Конвертер USB-I2C на ATtiny. Часть 2
Новости  »
Analog Devices удалось создать микросхему гальванической развязки USB-интерфейса
Форум  »
Гальваническая развязка для USB
Схемы  »
Изоляция и безопасность медицинских приборов на примере оптопар от Avago Technologies

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Срезы ↓
антенны Maxtena для приложений GPS (L1, L2), ГЛОНАСС и IRIDIUM
Инновационные антенны Maxtena для приложений GPS (L1, L2), ГЛОНАСС и IRIDIUM
Спиральные и микрополосковые антенны
Лазерный дальномер Leica Disto D1
Дальномер Leica Disto D1
Дальность измерения: 0.2 - 40 м
Цена: от 4 999 руб.
Доставка: Россия
Тепловизор Fluke TiX580
Тепловизор Fluke TiX580
Диапазон измеряемых температур: от 20 до +800 °C
Цена: от 1 458 000 руб.
Доставка: Россия
Рейтинг@Mail.ru