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如何优化光隔离技术以提高RF性能和隔离效果?

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:就数字信号而言,光隔离是一种常用的技术。图1-1-16所示为一个高速光隔离连接中良好EMC实线的例子。当使用具有高达0.1%线性度的光隔离时,模拟信号也能从中获益。但有时会出现下述的情况:即光隔离器两侧的供电来自相同的DC电源干线,从而严重地损害了所获得的隔离效果以及RF性能。光隔离器的RF性能最高只能达到和它们电源间RF隔离性能相同,而不会更高。

如何优化光隔离技术以提高RF性能和隔离效果?

就数字信号而言,光隔离是一种常用的技术。但是典型的光隔离器的输入-输出电容大约为1pF,这将会在频率超过10MHz时形成一个相当低的阻抗。而这个低阻抗又与电路阻抗相互影响,从而破坏了电缆中的信号平衡。

正如前面所讨论的,选择合适的共模扼流圈会使高频情况下重新恢复信号的平衡。这样也就会减少快速沿通信信号的发射和抗扰问题。

图1-1-16所示为一个高速光隔离连接中良好EMC实线的例子。

类似于图中的例子,CM扼流圈的CMRR的选择原则是要补偿在高频时光隔离器平衡的下降,以使可以在整个频率范围内(本例为DC~1GHz)保持良好的信号平衡(也就等于是保持良好的CMRR)。

在许多情况下,CM扼流圈可以用两个独立铁氧体代替。虽然曾发现某些产品既没有安装扼流圈,也没有铁氧体磁珠(块)。但是后来的测试结果表明,它们仍然是必需的。

这里再一次指出,既没有设计采用扼流圈,也没有将铁氧体磁珠(块)按设计线路安置在PCB上的话,那么墨菲法则[17]①会告诉我们:它们终将是需要的。但到那个时候,很可能就根本没有地方安装它们。其结果无疑会造成必须对整体产品的重新设计,甚至包括它们的塑料罩壳在内。

假如电缆需要加以屏蔽,那么它的屏蔽必须是通过一个屏蔽的连接器,以360°的或以密封的搭接方式与罩壳屏蔽相连接。在需要的地方,则仍要加用PEC(请参阅IEC 61000-5-2)。要注意的是,在必须是电隔离的场合,在电缆两端同时完成屏蔽的搭接是不允许的。此时往往可以在电缆的一端完成容性搭接(该电容的额定电压必须满足全电压的要求,甚至还需要经过安全认可)。或者在其一端,对屏蔽不加任何终止。但这样做的话,很可能导致很差的EMC性能。(www.xing528.com)

当使用具有高达0.1%线性度的光隔离时,模拟信号也能从中获益(比如说使用IL300光耦合器或与其类似者)。在许多光耦合应用中,这样做的结果可以省去必须使用的电压-频率转换器(反之亦然)。

由于作图的关系,图1-1-16中并未显示完整的电源干线。但有时会出现下述的情况:即光隔离器两侧的供电来自相同的DC电源干线,从而严重地损害了所获得的隔离效果以及RF性能。光隔离器的RF性能最高只能达到和它们电源间RF隔离性能相同,而不会更高。

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图1-1-16 高速数据传输的光耦合

图中未显示可能需要的RF滤波,传输线匹配,浪涌和瞬态抑制,屏蔽电缆

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