隔离器技术传输速率比较

王存航

         隔离不得给整体系统性能带来任何显著的时序不确定性或时序误差。标准光耦合器的传播延迟为微秒级，可能因器件而异，因温度和寿命而异。光耦合器技术在时序性能方面存在一些根本的不足，而现代数字隔离器采用完全不同的运算原则，其速率也更高。
可以在有所折衷的情况下增加光耦合器的速率。光耦合器的工作原理是，将来自LED的光发送至一种光学透明的隔离材料，并用另一端的光电二极管检测光。光耦合器的速度与光电二极管检波器的速率以及为其二极管电容充电的时间直接相关。减少传播延迟的一种方法是增加发射的光量。通过提高LED电流，可以使延迟减少2或3倍，但其代价是设备功耗会增加，每个数据通道最高将达50 mW。

提高速度的另一种办法是通过使用更薄的隔离栅来减少光传输损耗。为了维持相同的隔离能力，需要增加一层材料，但代价是成本也将增高。更快的光耦合器比标准的低成本光耦合器要贵许多倍。

相反，数字隔离器则是采用标准的高速CMOS工艺，并搭载隔离式片内微变压器。其传输速率自然比光耦合器快很多。较高的速度是电路和设计与生俱来的特点，不需要更复杂、成本更高的隔离材料也可实现更高的速度。变压器可以以最高150 Mbps的传输速率传递数据，传播延迟低至32 ns，功耗<5 mW，开关速率为25 kHz或以上。速度更快的另一个好处是，通道间的匹配优于5 ns，比标准光耦合器高出了一个数量级，仅以大约一半的单位通道成本即可实现比光耦合器快3至4倍的卓越性能。