ＡＤｕＭ２４０１引脚功能 和内部结构
ＡＤｕＭ２４０１ 为ＳＯＩＣ封装的１６脚芯片， 如图 ３ 所示。包括隔离方 １ 的供电 ＶＤＤ１ 、
图３ ＧＮＤ１ ，隔离方 ２ 的供电 ＶＤＤ２、ＧＮＤ２ ， Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 的输入、输出脚，输出使能 脚 ＶＥ１ 和 ＶＥ２ 分别使能反向通道 Ｄ ，正 向通道 Ａ、Ｂ、Ｃ 的引脚输出。
新型元器件
四通华 胡宜华·
ＡＤｕＭ２４０１ 是美国模拟器件公司利 用其ｉＣｏｕｐｌｅ专ｒ 利技术设计的数字隔离器 件，具有四通道、双向隔离功能，最高支 持 ９０ Ｍｂｐｓ 的数据传输速率。它满足 ＵＬ１５７７标准规定的 ５．０ ｋＶ额定隔离电 压，并且与医用设备安全标准 Ｉ Ｅ Ｃ ６０６０１－１ 兼容。与当前普遍使用的光电耦 合器相比，其印制电路板面积缩小 ６０％， 每通道成本降低４０％，功耗降低９８ ％，具 有更高的瞬态共模抑制能力和数据传输 速度。
ｉＣｏｕｐｌｅｒ技术原理
ｉＣｏｕｐｌｅ采ｒ 用的平面磁场技术是一种 全新的隔离技术，非常适合各种工业应 用，如数据通信、数据转换器接口以及其 它多通道隔离等，其结构如图 １ 所示。
图１
每个 ｉＣｏｕｐｌｅｒ通道由 ＣＭＯＳ接口电路 和两个芯片级的变压器两部分组成，为 简化起见，图中只画出了一个变压器。 ＣＭＯＳ接口包含输入输出电路，用于接收 和发送数字信号，与其它 ＣＭＯＳ器件电气 兼容。每个变压器都包含低阻抗的顶层 线圈和底层线圈，分别与发送方、接收方 电路相连，线圈之间用绝缘材料构成隔 离区。
由于采用变压器隔离方法，只有交
变信号才能通过线圈产生磁场变化引起 感应电流，对于无状态变换的直流信号， ｉＣｏｕｐｌｅｒ通过如图 ２ 所示的刷新电路来解
图２ 决这一问题。内部刷新电路提供周期为 １ μ ｓ的刷新脉冲，输入采样和输出刷新频 率达到 １ＭＨｚ 。附有直流信息的刷新脉冲 通过主方线圈时，引起副方线圈感应电 流，从而将直流信息传递到输出方。保证 了直流信号的隔离效果，实现输入、输出 的信号匹配。
结束语
本文介绍了一种新型的磁场隔离技 术 ｉＣｏｕｐｌｅｒ及其产品 ＡＤｕＭ２４０１ 的应用。 该器件在实际应用中可以很好地替代传 统隔离器件，具有降低功耗、简化设计结 构、提高系统稳定性等优点。◆
· 36 · 电子世界 ２００５ 年 １２ 期
单片机和串行 ＡＤ 之间通讯包括 ３ 个 控制信号 ＳＣＬＫ、ＣＳ、Ｒ／Ｃ和 １个串行数据 输入 ＳＤＡＴＡ。由 Ｐ１口负责产生控制信号 和接收转换数据，对于单片机来讲，这 ４ 个信号中 ３ 个输出、１ 个输入，很好地利 用了 ＡＤｕＭ２４０１ 的正、反向通道，大大简 化了电路设计。ＡＤｕＭ２４０１ 的滤波电容 Ｃ１、Ｃ２ 均为 ０．１μ Ｆ，分别接数字、模拟 电源。
ｉＣｏｕｐｌｅｒ通过选择两个不同的变压 器，来区分信号变换是上升沿或是下降 沿，然后向选定的变压器发送窄脉冲，为 输入信号的状态变化编码。同时内部产 生激励脉冲，将编码信息送至变压器主 方（顶层线圈），使包含了编码信息的高 频激励脉冲在变压器副方（底层线圈）引 起电磁感应。这样输入信号的编码信息 就穿过隔离区到达输出方，经过输出电 路的高精度信号复现，实现了数字信号 的隔离传输。
ＡＤｕＭ２４０１ 使用简单，只需 ２ 个电容 滤波即可。如果使用光隔离技术，就需要 ４ 个光耦器件，还有相应的附属分立元 件，使得功耗大大增加、电路板面积扩 大、电路成本增加、稳定性下降。
由于使用磁场隔离技术，因此，在 ＰＣＢ布线时要特别注意电磁干扰。①注 意减小器件和系统地之间、器件内部隔 离区之间的寄生电容，以免降低器件隔 离效果。②两个隔离方的滤波电容应尽 量靠近引脚，电容值在 ０．０１～０．１μ Ｆ之 间，ＶＤＤ 、ＧＮＤ 到各自电容引脚的连线 总长度不超过 ２０ｍｍ ，以免产生大的寄生 电容。③隔离区两侧的电路设计要尽量 对称，以免造成隔离区耐压下降，器件击 穿。④保证隔离端的供电质量，减少电源 噪声、尖峰等对器件造成不良影响。
各个通道之间高度匹配，相互严格 隔离，每个通道都有各自的接口电路和 双变压器，串扰很小。输入逻辑信号经编 码后通过芯片级变压器传送，输出方通 过探测感应电流，得到编码信息，经解码 后输出。
应用实例及注意事项
采集系统中，利用ＡＤｕＭ２４０１ 作为模 拟和数字电路的隔离器件，图 ４为用单片
图４ 机 ＡＴ８９Ｃ５１ 控制串行模数芯片 ＡＤＳ７８０９ 采样信号源的示意图。