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菲尼克斯隔离器采用了哪些技术特点
点击次数:71 发布时间:2019-11-22
     菲尼克斯隔离器是将输入和输出两端在物理层隔开,两端之间没有直接连接的线路,或者说是绝缘的,一般采用耦合的方式实现信号传输。输入侧和输出侧之间只存在一个较小的分布电容。菲尼克斯隔离器可以提高测量时的共模抑制比,减少干扰,改善信号质量,也可以绝缘危险电压,保护设备和人身安全。从传输特性看,隔离电路可分为数字隔离电路和模拟隔离电路。从耦合方式看,菲尼克斯隔离器可以分为光电耦合、电容耦合和电感耦合。
 
    菲尼克斯隔离器是工作在音频范围的变压器,又称低频变压器。工作频率范围一般从10~20000Hz。它主要用于系统间或设备间的音频信号传输,可以完全隔离两个系统间的电位差,避免由于接地问题造成的交流声干扰,防止过高的电位差对设备输入级的损害,实现音频信号的安全传输是音频系统级联的必备产品。
 
    一方面,设计工程师不想在系统中增加电流隔离;另一方面,为了满足国内或国际安全法规要求,他们不得不这样做。增加电流隔离的弊端是隔离直接放在数据路径中,会导致延迟并使系统变慢。此外还会增加功耗、尺寸和成本。这些折中令人遗憾。多年来,设计工程师使用光耦合器,勉强应对这些缺点,但一种新型电流隔离器——数字隔离器已经上市,缓解了这些不利影响。利用菲尼克斯隔离器可以实现尺寸更小、能效更高、更具性价比、性能更高的设计。然而,安全标准并未同步跟进,给数字隔离器带来了困惑和不确定性:它们是否像电流隔离一样安全?它们是否满足安全法规要求?
 
    答案是肯定的:菲尼克斯隔离器能够满足国内和国际标准的安全要求。但是,大多数供应商提供的光耦合器具有相似的结构,数字隔离器则不然,不同供应商以不同方式设计和制造数字隔离器,因而隔离能力不尽相同,特别是与光耦合器强健的隔离能力相比较时。因此,并非所有数字隔离器技术和实现方案都能提供同样的安全性。
 
    菲尼克斯隔离器原理:使音源与隔离器输入端独自形成环路,同时隔离器输出端与负载也形成环路,前后级音频设备之间不会形成物理性电气连接,从而保证了电气隔离,实现如下目的:
 
    1、净化音频信号传输,采用平衡信号传输模式,可以确保信号不会发生因线长产生的干扰噪声。
 
    2、消除因电源异相造成的干扰噪声。
 
    3、消除接地电位差等产生的干扰噪声。
 
    4、意外或紧急情况下拔插信号电缆不会产生电压差的打火现象,保护前后级设备的安全; 电力线是分A、B、C三相与零线L。一般设备是工作电压220V的单相电,使用L、N、G(安全地线)三线安全插座。在实际工作时音源与功放、同声传译主机很多情况下是距离很远,菲尼克斯隔离器会有不同的取电情况:跨相线、不同的安全地(G)。
 
    因为电源不在同一相线,所以在这样的用电系统会出现问题:轻则工作时会从音箱发出很大的电流声,重则在接插信号电缆时会产生接插打火现象烧毁设备。
 
    用磁场传递信号的典型元件是变压器。对交流信号的隔离,可以直接使用变压器。但变压器不能传递直流信号,对频率很低的信号,激磁电感变得很小,传递效果也不好。要用变压器传递直流和低频信号,须在输入端将输入信号调制成一个交流信号,用变压器传递此信号,在输出端解调,得到一个与输入信号相关的输出信号。这就是电感耦合的机理,其本质是通过磁场耦合传递信号,实现隔离,业界常称此技术为磁隔离,电感隔离,其本质就是磁场耦合。
 
    菲尼克斯隔离器技术就是在中间介质上采用一个不断变化的电场来传输信息。电容器极板之间的介质空间是一个极高耐压的电介质隔离器,形成数据非接触传输的隔离层。该极板尺寸、极板之间的间隔和电介质材料等决定着电气性能。在电容极板之间存在电场,电容上电压变化引起电场变化,在微观上表现为电容电荷的变化,这样就可以将交流信号传递到下一级。这就是电容耦合的机理,菲尼克斯隔离器其本质是通过变化的电场来传递信号,通过电介质隔离层实现隔离。业界常称此技术为电容隔离,容隔,其本质就是电场耦合。电容耦合技术属于近距离信号传输,由于电场是封闭的,所以对周边环境辐射和干扰极小。使用电容隔离层在尺寸大小和能量传输方面的率,使得低功耗和低成本集成隔离电路成为可能。另外,电容对磁场的抗扰度可以使其在饱和或高密度磁场环境下运行。
 
   菲尼克斯隔离器就是采用电容耦合技术。该系列数字隔离器集成的片上电容可实现更快速的数据传输和更高的信号完整性,其抗磁干扰能力比电感耦合技术好很多,菲尼克斯隔离器且功耗较高性能光电耦合技术降低了很多。荣湃的数字隔离器具有极高的性价比,非常适用于RS485/422通信,CAN总线,SPI总线,现场总线等有干扰的工业网络中应用。
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