RS422光电隔离保护电路
光电隔离器可以组成多种应用电路，如光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS电路驱动器，脉冲放大器等。
对电子电气电路的各种隔离进行了详尽的分析讨论，提出了抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施，从而保证电气设备的正常工作。 关键词：电子；电路；电气隔离；干扰；电磁兼容 Technologies of Circuit Isolation in Electronic and Electrical Equipments HUANG Yao-feng, WANG Chuan-liang, ZHANG Chao-qun Abstract:The many isolation technologies of the electronic and electrical circuit are put forward and analyzed,discussed in detail. So the normal operation of the electronic and electrical equipments are guaranted. Keywords:Electron; Circuit; Electrical isolation; Interference; Electromagnatic compatibility 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。 数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。 模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。 模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。
RS-232C、RS-422、RS-485串口引脚定义 从前面的内容中，知道了串口外形，就可以继续了解其每个引脚的定义，这是做线的基础。无论是RS-232C、RS-422，还是RS-485，串口接口的外形、尺寸都是相同的，部件间可以通用互换，但其引脚的定义却各不相同，因此要了解串口做线，首先要知道串口各引脚的定义。 观察一个标准的串口，会发现串口无论是9针的标准串口物理外形（如图3.4所示），还是25针串口物理外形（如图3.6所示），如果横着看，都显示两排引脚。除了两排引脚这一特征之外，还有就是无论是公头，还是母头，两个引脚的外围呈现一边大、一边小的“等腰梯形”的形状（俗称“D形”）。9针引脚中，大的一边有5个引脚，小的一边有4个引脚。 本章除非专门说明，否则所有引脚线序都是指串口外侧的线序，各引脚编号及意义如图3.40所示。 根据图3.40的引脚顺序号，如果是作为RS-232C接口，则各引脚定义如表3.2所示。 表3.2 RS-232C引脚意义表 各引脚的电气特性为： 在TxD和RxD上，逻辑“1”为-3V~-15V；逻辑“0”为+3V~+15V。 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上，信号有效为+3V~+15V；信号无效为-3V~-15V。 对于数据信号，逻辑“1”为低于-3V，逻辑“0”为高于+3V；对于控制信号，接通ON为低于-3V；断开OFF为高于+3V；-3V~+3V、低于-15V、高于+15V都表示电压无意义。 作为RS-232C接口，其各引脚由标准文档进行定义，所以也可以称为“标准引脚定义”。而作为RS-422和RS-485接口，则没有“标准”引脚定义的说法，因为RS-422和RS-485连通常的标准接口也没有，具体采用什么接口，接口中使用哪些引脚，完全取决于设备设计生产商自己的定义。不过，作为RS-422和RS-485标准本身，定义了按照这两个标准进行通信时，所必须提供的信号线，
EMC中的隔离技术 嘉兆科技 1 引言 电力电子设备包括两部分，即变换部分与控制部分。前者属于功率流强电范畴，后者属于信息流弱电范畴。一般情况下前者是主电磁干扰源，后者是被干扰对象。为了使电力电子设备可靠地运行，除了解决变换部分与控制部分之间的电气隔离外，还要解决控制部分的抗电磁干扰的问题，特别是当变换部分处于高电压、强电流、高频变换情况下尤其重要。抗干扰问题实质上是解决电力电子设备的电磁兼容问题。 隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。下面将电磁兼容中的隔离技术分为磁电、光电、机电、声电和浮地等几种隔离方式加以叙述。 2 磁电隔离技术 2.1 利用变压器实现磁电隔离的基本原理 变压器主要由绕在共同铁心上的两个或多个绕组组成。当在一个绕组上加上交变电压时，由于电磁感应而在其它绕组上感生交变电压。因此变压器的几个绕组之间是通过交变磁场互相联系的，在电路上是互相隔离的。其隔离的介电强度取决于几个绕组之间以及它们对地的绝缘强度。 2.2 理想变压器的特性 理想变压器是假定变压器绕组的电阻为零；变压器的漏磁为零；铁心的损耗为零以及铁心的导磁率为无穷大。 2.2.1 电压关系 E1=4.44fN1Φm （1） E1/E2=U1/U2=N1/N2=n （2）
式中：E1——变压器原边的感应电势；E2——变压器副边的感应电势； U1——变压器原边的电压； U2——变压器副边的电压； N1——变压器原边绕组的匝数； N2——变压器副边绕组的匝数；f——变压器原边电压的频率； Φm——变压器铁心中磁通的峰值；n——变压器原副边绕组的匝数比。2.2.2 电流关系 I1/I2=N2/N1=1/n （3） 式中：I1——变压器原边的电流； I2——变压器副边的电流。 2.2.3 功率关系 P1=P2=U1I1=U2I2 （4） 式中：P1——变压器原边的输入功率；P2——变压器副边的输出功率。 2.2.4 阻抗关系
谈电子电气设备的电路隔离技术 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使电子电气设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等等。下文就模拟电路的隔离和数字电路隔离技术的相关内容进行简要分析。 标签：电子电气；设备；电路隔离技术 1、电子电气设备隔离技术概述 电子电气设备隔离技术主要分为两种，一种是模拟电路隔离技术，另一种是数字电路隔离技术。这些技术可以有效提高其运行成效，并帮助达到预期的隔离目的。两者的使用，能够有效增强噪音干扰隔离效果，并减少对于电子电气设备的影响。 1.1数字电路隔离技术的概念 数字电路隔离技术主要就是利用广电耦合、继电器、光纤等隔离方式，发挥其相应的作用，技术人员要利用数字量输入隔离的方式，对广电耦合器进行全面的隔离，从而提升继电器隔离的工作质量。 1.2模拟电路隔离技术概念 应用该类隔离技术，需要对传输通道进行分析，逐渐提升传输通道的精确度，在其性能与发展存在矛盾的时候，就要进行分析，并且科学选择隔离元器件，同时还要全面考虑传输通道的运行成效。 传统的隔离元器件难以满足其低造价的使用需求，因此，企业需要科学应用模拟电路的隔离方式，利用互感器隔离技术、直流电压隔离技术、线性隔离技术等，对其进行全面处理。企业在应用模拟电路与数字电路隔离技术的过程中，需要重视模拟与数字转换装置的设置，对于运行质量要求较高的电路而言，需要重视装置两端隔离元器件的质量，逐渐提升其运行可靠性，以达到预期的隔离目的。 2、模拟电路的隔离 一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包括供电系统、、模拟信号控制系统模拟信号测量系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供電系统主要采用的是直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对比较复杂，既需要考虑其精度以及频带宽度的因素，又要考虑其价格因素。对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、
RS-422接口知识 RS-422接口是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS422接口基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 RS422接口标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS422接口支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS422接口四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。 RS422接口的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。 RS422接口需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。 下面是关于RS-422线的接法：
三种常用LED驱动电源详解 时间：2014-5-30 LED电源有很多种类，各类电源的质量、价格差异非常大，这也是影响产品质量及价格的重要因素之一。LED驱动电源通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。 1、开关恒流源 采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。开关电源的安全性相对较高（一般是输出低压），性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。 图1：开关恒流隔离式日光灯管电源
图2：开关恒流隔离式电源原理图 图3：开关恒流非隔离式球泡灯电源 图4：开关恒流非隔离式电源原理图 2、线性IC电源 采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。市面上宣称无（去）电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。
图5：线性IC电源 图6：线性IC电源原理图 3、阻容降压电源 采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品（5W以内）。功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到（一般在0.2-0.3之间），所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。市场上，要求不高的低端型的产品，几乎全部是采用阻容降压电源，另外，一些高功率的便宜的低端产品，也是采用阻容降压电源。 图7：阻容降压电源
隔离收发器外围保护电路设计 各位工程师对于CAN总线隔离方案想必都极为熟悉，但可能会遇到CAN总线采用了隔离方案依旧通讯异常的情况。这一类问题应该怎么解决呢？本文将对各类方案电路原理为大家分析原因并提供相应解决方案。 1、常见主流收发器芯片 随着汽车电子和工业的迅猛发展，CAN总线被广泛的应用各行各业的总线通信上。半导体行业的不断更新，早期的CAN收发器已经不能满足现在的需求，世界上CAN收发器的生产公司，也在不断地进行技术更新，推出性能更好的CAN收发器。 目前主流的CAN收发器是PCA82C250/251，TJA1040/1050T/1051以及ZLG的CTM系列与SC系列隔离CAN模块等。PCA82C250/251是最早期的CAN收发器，采用的是三极管构架的，在电磁辐射和斜率控制上不是很理想，高速CAN上容易出现下冲；TJA1040/1050T/1051和MC33901基本性能参数优良；ZLG的CTM隔离CAN模块是集成了CAN收发器、电源及信号隔离于一体。 2、总线隔离方案 为保证CAN网络的通讯稳定性，通讯接口通常会做隔离，目前隔离CAN的方案包括两种，其一，采用收发器芯片、隔离芯片以及隔离电源分立搭建隔离CAN电路，电路简图如下图所示。 采用分立的方案搭建，从物料成本来判断，较为节约成本，但隔离电路的稳定性和一致
性不好保证，需要工程师自主要调节到好电路的隔离效果，在研发投入以及后期的物料管理等方面需要进行相应投入。全隔离模块方案相比于分立芯片的价格偏高，但在会经过一系列的可靠性与EMC测试，能够保证在产品性能的一致性与稳定性。 3、为什么隔离总线接口还需要保护 目前，工业产品对通信接口的EMC等级要求越来越高。许多应用要求满足IEC61000-4-2静电放电4级，IEC61000-4-5 浪涌抗扰4级要求。一般的收发器ESD、浪涌的防护等级均比较低，如CTM1051M隔离CAN收么器的隔离耐压为2500VDC，裸机情况下，ESD、浪涌等级均较低。所以有必要增加外围电路，提高通信端口的EMC等级。 4、总线接口保护电路 （1）方案一 结合隔离收发器的特性，此处提供了一个隔离CAN、485收发器的外围保护电路，如下图。 此保护电路主要由气体放电管、限流电阻、TVS管、共模电感组成。气体放电管GDT 用于吸收大部分浪涌能量；限流电阻R2、R3限制流过TVS管的电流，防止流过TVS管的电流过大损坏TVS管；TVS管将收发器引脚之间的电压限制在TVS的钳位电压，保护后级收发器芯片。T1用于抑制收发器对外界造成的传导骚扰，并抑制部分共模干扰。此保护电路可以有效地抑制共模浪涌及差模浪涌。电路推荐参数如下表所示，根据此表的推荐参数，可满足IEC61000-4-2，IEC61000-4-5 4级要求。 （2）方案二 图1的电路中，TVS管的结电容较大，可达到上百皮法，并不适合节点数较多的应用场合。如果总线节点数较多，建议增加快恢复二极管，如HFM107，以降低结电容对通信造成的影响，如下图所示。
RS422接口定义 RS-422接口是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS422接口基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 RS422接口标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS422接口支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS 422接口四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。 RS422接口的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。 RS422接口需要终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。 先我们了解一下RS485/RS422针脚定义： 1.英式标识为TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND 2.美式标识为Y 、Z 、A 、B 、GND 3.中式标识为TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND rs485两线一般定义为:
隔离CAN 接口的电源地、信号地、屏蔽地、外壳地的区别 工业现场CAN 环境复杂多变，工程师面对信号的杂、乱、差却是束手无策，追根溯源对于信号的各种地你接对了吗？ CAN 总线以其高可靠性、实时性、灵活性以及严谨的数据处理机制等特点，在工业现场和汽车行业得到广泛应用，但随着环境干扰以及节点数目的增加等对CAN 总线的稳定性提出更高的要求，而面对电源地、信号地、屏蔽地、外壳地不同的接地方式又该如何处理呢？ 如图1分别是电源地、信号地、屏蔽地以及大地四种不同地的常见符号。 图1 四种接地符号 电源地概念： 电源地也为供电地，是为保证供电电源形成完整的电流回路设置的供电地，即GND 。 电源地处理： 与单电源供电的负极相连。 图2 CAN 收发器电源地（GND ）接线 信号地概念： 信号地也称为隔离地，为使电子设备工作时有一个统一的参考电位，避免有害电磁场的干扰，使设备稳定可靠的工作，设备中的信号电路统一参考地，即CAN-GND ； 信号地处理： 许多实际应用中，设计者常直接将每个节点的参考地接于本地的大地，作为信号的返回地，看似正常可靠的做法，却存在极大的隐患！
信号地（CAN-GND）正确的接法主要分为两种： 单屏蔽层线缆：如果线缆是单屏蔽层，信号地理想接法是使用专门的信号线将所有节点信号地连接，起到参考地的作用。但如果缺少信号地线，亦可将所有节点信号地都连接到屏蔽层，但这样屏蔽效果亦差强人意。 图 3 带有屏蔽层双绞线 图 4 含信号地线双绞线连接方式 图 5 信号地与屏蔽层连接方式 双屏蔽层线缆：当使用双层屏蔽电缆时，需要将所有节点信号地连接到内屏蔽层，若使用非屏蔽线进行数据传输时，请保持信号地管脚悬空处理。
隔离技术的研究与应用 系电子信息工程系（宋体三号）专业姓名 班级学号_______________ 指导教师职称 指导教师职称 设计时间2012.9.15－2013.1.4
摘要 随着半导体集成电路技术的不断发展，要求在有限的晶圆表面做尽可能多的器件，晶圆表面的面积变得越来越紧张，器件之间的空间也越来越小，因此对器件的隔离工艺要求越来越高。 本课程设计主要介绍了半导体制造工艺中隔离技术的作用和发展，简单描述了结隔离、介电质隔离、局部氧化隔离工艺和浅沟槽隔离等常用隔离技术。由于集成电路的发展，其他的隔离技术已不适应现在的半导体工艺，本文以浅槽隔离技术工艺为重点详细介绍了隔离技术在半导体中的应用浅沟道隔离是目前大规模集成电路制造中用于器件隔离的主要方法。 关键词：结隔离，介电质隔离，局部氧化隔离工艺，STI
目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (4) 1.1集成电路工艺技术概述 (4) 1.2隔离技术简介 (4) 第2章隔离技术的原理 (6) 2.1隔离技术的原理 (6) 2.2隔离技术的新发展 (6) 第3章隔离技术的工艺及发展 (7) 3.1结隔离 (7) 3.2介电质隔离 (8) 3.3局部氧化隔离（LOCOS）工艺 (9) 3.4浅沟槽隔离（STI）工艺简介 (11) 第4章浅沟槽隔离技术 (14) 4.1浅沟槽隔离技术(ST工)在半导体器件中的作用 (14) 4.2浅沟槽隔离刻蚀步骤 (15) 4.2.1隔离氧化层成长 (15) 4.2.2氮化物淀积 (15) 4.2.3光刻掩膜 (15) 4.2.4浅沟槽刻蚀 (16) 4.3隔离技术的关键工艺 (16) 4.3.1氧化和氮化硅生长 (16) 4.3.2沟壑(Trench)光刻与刻蚀 (16) 4.3.3二氧化硅CMP (17) 总结与展望 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)
ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２与ＲＳ－４８５标准及应用 一、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２与ＲＳ－４８５的由来 ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２与ＲＳ－４８５都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（ＥＩＡ）制订并发布的，ＲＳ－２３２在１９６２年发布，命名为ＥＩＡ－２３２－Ｅ，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。ＲＳ－４２２由ＲＳ－２３２发展而来，它是为弥补ＲＳ－２３２之不足而提出的。为改进ＲＳ－２３２通信距离短、速率低的缺点，ＲＳ－４２２定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到１０Ｍｂ／ｓ，传输距离延长到４０００英尺（速率低于１００ｋｂ／ｓ时），并允许在一条平衡总线上连接最多１０个接收器。ＲＳ－４２２是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为ＴＩＡ／ＥＩＡ－４２２－Ａ标准。为扩展应用范围，ＥＩＡ又于１９８３年在ＲＳ－４２２基础上制定了ＲＳ－４８５标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为ＴＩＡ／ＥＩＡ－４８５－Ａ标准。由于ＥＩＡ提出的建议标准都是以“ＲＳ”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以ＲＳ作前缀称谓。 ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２与ＲＳ－４８５标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用，许多厂家都建立了一套高层通信协议，或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Ｓｏｎｙ与松下对录像机的ＲＳ－４２２控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如Ｌｏｕｔｈ、Ｏｄｅｔｉｓ协议是公开的，而ＰｒｏＬＩＮＫ则是基于Ｐｒｏｆｉｌｅ上的。 二、ＲＳ－２３２串行接口标准 目前ＲＳ－２３２是ＰＣ机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。ＲＳ－２３２被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。ＲＳ－２３２采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯 图１ 收、发端的数据信号是相对于信号地，如从ＤＴＥ设备发出的数据在使用ＤＢ２５连接器时是２脚相对７脚（信号地）的电平，ＤＢ２５各引脚定义参见图１。典型的ＲＳ－２３２信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在＋５～＋１５Ｖ，负电平在－５～－１５Ｖ电平。当无数据传输时，线上为ＴＴＬ，从开始传送数据到结束，线上电平从ＴＴＬ电平到ＲＳ－２３２电平再返回ＴＴＬ电平。接收器典型的工作电平在＋３～＋１２Ｖ与－３～－１２Ｖ。由于发送电平与接收电平的差仅为２Ｖ至３Ｖ左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约１５米，最高速率为２０ｋｂ／ｓ。ＲＳ－２３２是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为３～７ｋù。所以ＲＳ－２３２适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表１。 规定 ＲＳ２３２ ＲＳ４２２ Ｒ４８５ 工作方式 单端 差分 差分 节点数 １收、１发 １发１０收 １发３２收 最大传输电缆长度 ５０英尺 ４００英尺 ４００英尺 最大传输速率 ２０Ｋｂ／Ｓ １０Ｍｂ／ｓ １０Ｍｂ／ｓ 最大驱动输出电压 ＋／－２５Ｖ －０．２５Ｖ～＋６Ｖ －７Ｖ～＋１２Ｖ 负载 ＋／－５Ｖ～＋／－１５Ｖ ＋／－２．０Ｖ ＋／－１．５Ｖ 驱动器输出信号电平
模拟电路和数字电路的隔离技术 一.电路隔离的目的： 电路隔离的主要目的是通过隔离元件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。 二.电路隔离的分类： 三.典型隔离电路介绍： 1.模拟电路的隔离： 根据系统功能不同模拟电路可分为供电子系统，模拟信号测量子系统和模拟信号控制等子系统。为了使各个子系统免受电网上各种噪声的干扰，以及各个系统间的相互干扰，因此就存在供电系统的隔离，模拟信号测量系统的隔离和模拟信号控制系统的隔离等电路。 1.1供电系统的隔离：
根据供电系统的电源不同，供电系统又分为交流供电和直流供电系统两种，下面分别介绍常用的隔离电路。 ? 交流供电系统的隔离 隔离目的：隔离电网中的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声。 隔离方法：采用电源隔离变压器，这种变压器不同于普通变压器之处在于绕组间是否加屏蔽层。是常用的隔离方法。 简要分析：原理电路如图1所示： 1c (a)无屏蔽层 (b) 有屏蔽层 图1隔离变压器 在图1(a)中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次和二次绕组之间的分布电容，在共模电压U1C 的作用下，二次绕组所耦合的共模噪声电压为U2C,C2E 是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C 为： 2E 12121C 2C C C U U ＋＝ ? 在图1(b)中，隔离变压器加屏蔽层，其中C10、C20分别代表一侧和二次绕组对屏蔽层的丰补电容，ZE 使屏蔽层的对低阻抗，C2E 是二次绕组侧对地电容，则从图可知二次侧的巩膜再生电压U2C 为： 2E 202E E E 1C C 2C C C C10 j 1 Z Z U U +? +?ω＝ 当ZE< MC34063组成的DC电源或隔离电路 MC34063A（MC33063）芯片器件简介 该器件本身包含了DC／DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变 换器、反向器的控制核心，由它构成的DC／DC变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。 MC34063集成电路主要特性： 输入电压范围：2、5～40V 输出电压可调范围：1．25～40V 输出电流可达：1．5A 工作频率：最高可达100kHz 低静态电流 短路电流限制 可实现升压或降压电源变换器 主要参数： MC34063的工作原理 MC34063组成的降压电路 MC34063组成的降压电路原理如图7。工作过程： 1．比较器的反相输入端(脚5)通过外接分压电阻R1、R2监视输出电压。其中，输出电压U。=1.25(1+ R2/R1)由公式可知输出电压。仅与R1、R2数值有关， 因1．25V为基准电压，恒定不变。若R1、R2阻值稳定，U。亦稳定。 2．脚5电压与内部基准电压1．25V同时送人内部比较器进行电压比较。当脚5的电压值低于内部基准电压(1．25V)时，比较器输出为跳变电压，开启R—S触发器的S脚控制门，R—S触发器在内部振荡器的驱动下，Q端为“1”状态(高电平)，驱动管T2导通，开关管T1亦导通，使输入电压Ui向输出滤波器电容Co 充电以提高U。，达到自动控制U。稳定的作用。 3．当脚5的电压值高于内部基准电压(1．25V)时，R—S触发器的S脚控制门被封锁，Q端为“0”状态(低电平)，T2截止，T1亦截止。 4. 振荡器的Ipk 输入(脚7)用于监视开关管T1的峰值电流，以控制振荡器的脉冲输出到R—S触发器的Q端。 5. 脚3外接振荡器所需要的定时电容Co电容值的大小决定振荡器频率的高低，亦决定开关管T1的通断时间。 MC34063 升压电路 MC34063组成的降压电路原理如图8,当芯片内开关管(T1)导通时，电源经取样电阻Rsc、电感L1、MC34063的1脚和2脚接地，此时电感L1开始存储能量，而由C0对负载提供能量。当T1断开时，电源和电感同时给负载和电容Co提供能量。电感在释放能量期间，由于其两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联，因而负载上得到的电压高于电源电压。开关管导通与关断的频率称为芯片的工作频率。只要此频率相对负载的时间常数足够高，负载上便可获得连续的直流电压。 电子电气设备的PCB电路隔离技术概述 电子电气设备的PCB电路隔离技术概述 核心摘要：本文对电子电气电路的各种隔离进行了详尽的分析讨论,提出了抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施,从而保证电气设备的正常工作。 中心议题： 电气隔离的分类和方法 模拟电路的隔离、数字电路的隔离 模拟电路与数字电路之间的隔离 解决方案： 对相应的模拟电路分别进行变压器隔离等方法 对相应的数字电路分别进行脉冲变压器隔离，光电耦合器隔离等方法 对数字电路和模拟电路采用转换装置等方法 1 PCB电路隔离 PCB电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了PCB电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。PCB电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。 数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。 模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。 模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。 2 模拟电路的隔离 一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要 电池隔离电路设计原理分析 1、6515B 英业达主副电池一级PMOS开启 当电池单独工作时，无论主副电池都将无条件的开启一级MOS管导通，+VBATA和+VBATB经D517送至Q28，其栅极接一稳压管，稳压值为7.5V，因此该MOS导通，将电池电压加至Q513 Q514栅极，同时开启主副电池隔离一级MOS管。 开启一级MOS管的同时还要产生低电平的CFET_A和CFET_B两个信号，后面有述。 一级MOS一旦开启就会经D21和D27无条件的产生+VBDC（主副电池交汇点），再经检流电阻后送至公共放电MOS管Q12产生系统公共主供电+VBATR。 适配器存在时，且高于电池电压，就会由+VADPBL控制Q12截止。 前提： 一级MOS要完全开通，+VBATA +VBATB转换+VBDC，主副电池共用通道开通。 +VBDC直接上拉CFET_A#和CFET_B#，图中只画出一路上拉关系，而另一路简化。由此图可看出，控制一级MOS导通的控制源同时还控制Q23B和Q505B使其导通产生CFET_A和CFET_B为低电平信号。 由于CFET_A#和CFET_B#同时为高，D511反向截止。 该设计一是为了产生一级MOS开启控制信号，二是开启一级MOS的同时要对二级MOS 管实现截止控制。一开一关。 +3VAL由一级MOS导通一再经D21 D27产生系统公共点电压+VBATR后，再产生LDO 给KBC做为主供电，当KBC得到主供电后，自身时钟复位全部正常后，首先要扫描当前供电模式，如果没有检测到适配器存在信号ADP_ID及ADP_PRES，而是接收到BATCON 为低，那么就不会发出KBC_PWR_ON，从而有效控制系统供电在电池模式下不允许产生。 U501B得到+3VAL电压后，即可工作，由于D511反向截止，+3VAL经R498加至反相器输入端， BATCON必为低电平，代表当前电池存在。 因此KBC接下来就会发出电池放电模式的相关信号，比如主副电池哪个电量高低的选 择，由哪一块电池进行放电，哪一块电池由于电量低需要关闭，需相关控制逻辑关系完成。 第一篇RS232/RS485/RS422标准 一、EIA RS-232C 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232-C接口（又称EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。 RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数，代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。它是在1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。 RS-232C接口定义(9芯) 1、电气特性 EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V ，逻辑0(SPACE)=+3～＋15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V 根据设备供电电源的不同，+-5、+-10、+-12和+-15这样的电平都是可能的。 2、连接器的机械特性 由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。最近，8管脚的RJ-45型连接器变得越来越普遍，尽管它的管脚分配相差很大。EIA/TIA 561标准规定了一种管脚分配的方法，但是由Dave Yost 发明的被广泛使用在Unix计算机上的Yost串连设备配线标准（"Yost Serial Device Wiring Standard"）以及其他很多设备都没有采用上述任一种连线标准。下表中列出的是被较多使用的RS-232中的信号和管脚分配： 隔离电源模块的5个作用 在工业控制设备中，有时候要求两个系统之间的电源地线隔离，如隔离地线噪声、隔离高共模电压等，采用带变压器的直流变换器，将两个电源之间隔开，使他们相互独立，从而实现以上目的！每个隔离电源模块单独供电，防止一个模块因受高压放电或其他原因导致损坏后殃及其他模块。这样做的目的可以保证每个模块独立工作，不受干扰。 隔离电源模块的5个作用 一、隔离 ●安全隔离：强电弱电隔离IGBT隔离驱动\浪涌隔离保护\雷电隔离保护（如人体接触的 医疗电子设备的隔离保护）； ●噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）； ●接地环路消除：远程信号传输\分布式电源供电系统。 二、保护 短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护。 三、电压变换 四、稳压交流 ●市电供电\远程直流供电\分布式电源供电系统\电池供电。 五、降噪 ●有源滤波。 ●而隔离器是一种采用线性光耦隔离原理，将输入信号进行转换输出。输入，输出和工作 电源三者相互隔离，特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。隔离器又名信号隔离器，是工业控制系统中重要组成部分。主要是用来减弱冲击和振动传输的。 隔离电源模块使用环境 ●净化电源 原来的配电系统中装置有一些机械设备、高频设备、火花机等一类的负载，这些负载往往对电源进行一些调制干扰。一些对电源质量要求比较高的设备(如精密仪器等)就要求使用隔离电源的办法。 ●安全电源 发电厂送出来的三相电源中的中性点是接在地上的，低压侧的零线实际上也是接地的，这样，如果人体接触火线和地面，就等于和配电系统成了回路很危险，为了安全在一些特定场合就用到隔离电源。 ●RS232、RS485/422、CAN-bus等隔离通讯接口 医学、手持、便携仪表、运算放大器电源 ●大功率IGBT驱动 ●纯数字电路、模拟前端隔离电路 一般低频模拟电路 自控装置 大功率电子电气设备的电路隔离技术 1 引言 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。 数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。 模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。 模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。 2 模拟电路的隔离 一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素；对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、电流互感器）隔离法，近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压、微电流信号，一般采用线性隔离放大器。模拟信号控制系统与模拟信号测量系统的隔离类似，一般采用变压器、直流电压隔离器。 2.1 供电系统的隔离 2.1.1 交流供电系统的隔离 由于交流电网中存在着大量的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为，虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧，有隔离作用。然而，由于分布电容（绕组与铁心之间，绕组之间，层匝之间和引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。图1（a）、（b）所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。 图1 变压器隔离 在图1（a）中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次绕组和二次绕组之间的分布电容， RS422规范完整版 一、RS-232、RS-422与RS-485的由来 RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会(EIA)制订并发布的，RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时)，并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 RS-232、RS-422与RS-485标准本身只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。 232、RS-422与RS-485的电气参数二、RS- 详见表1 规定 RS232 RS422 R485 工作方式单端差分差分 节点数 1收、1发 1发10收 1发32收 最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺 最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/sMC34063组成的DC电源或隔离电路
电子电气设备的PCB电路隔离技术概述
电池隔离电路设计原理分析
RS232、RS485、RS422标准
隔离电源模块的5个作用
大功率电子电气设备的电路隔离技术
(完整word版)RS422规范完整版
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