ADuM4160全速低速USB数字隔离器
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ADQ412 USB总线超高速采集卡
ADQ412是ADQ V6系列中的一款单通道数据采集卡,可通过软件选择双通道或四通道,具备出色的动态性能。
由于高带宽和搞动态范围的完美结合,使用户要求的诸如RF/IF采样得以实现。
性能
•最多4个通道
•最高3.6 GSPS采样率
•最高2 GHz模拟带宽
•12 bits分辨率
•内时钟及外时钟参考
•时钟参考输出
•外触发输入和输出
•多记录>1 MHz PRF
•时间标签
•700 MS样点数据内存
•数据接口USB 2.0 / cPCIe / PXIe
•用户可利用FPGAs开发自己的应用
•支持C/C++ 及MATLAB
应用
•RADAR
•LIDAR
•无线通信
•光纤传输
•高速数据记录
•测试与测量
其它型号的超高速采集卡
北京迪阳世纪科技有限责任公司。
使用数字隔离器简化医疗和工业应用中的USB隔离目前在办公室和家庭中使用的标准信息处理设备——个人电脑(PC),使用通用串行总线(USB)与大多数外设进行通讯。
标准化、低成本及软件和开发工具的支持已使个人电脑成为医疗和工业应用很具吸引力的主处理器平台,但这些增长中的市场对安全性和可靠性要求(特别是在电气隔离方面)与一直以来推动个人电脑发展的办公室环境有很大不同。
早期的个人电脑以串行和并行端口作为与外部世界连接的标准接口。
这些标准是从最早的大型计算机继承而来的。
另一个可用的通讯标准RS-232接口,虽然速度慢,但因为可简单地实现所需要的鲁棒隔离,很适合医疗和工业环境。
由于得到广泛使用并有良好的支持,人们容忍了其速度低和点对点的缺点。
USB接口已取代RS-232,成为个人电脑及其外设的标准端口,其特性几乎在所有方面都远远优于较老的串行端口。
然而,对于要求隔离的医疗和工业应用,由于实现隔离的难度大且成本高,USB一直主要用作诊断端口和临时连接。
本文讨论了对USB实现隔离的各种方法。
值得特别介绍的是,ADI公司现提供了一个新的可选方案——ADuM41601 USB隔离器。
这一突破性产品可简单廉价地实现外设隔离(特别是D+和D-线的隔离),提高了USB在医疗和工业应用中的使用价值。
关于通用串行总线USB是个人电脑的首选串行接口。
该接口得到所有常用的商业操作系统的支持,且允许硬件和驱动器热插拔。
一台主机可以集中星型方式连接多达127个设备。
许多数据传输模式可处理存储设备的大批量数据传输、流媒体的同步传输以及时间关键型数据的中断驱动型传输(如鼠标移动)等各类传输。
USB以三种数据传输速率运行:低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps)和高速(480Mbps)。
该规范创建后强化了消费应用,这些应用要求连接必须简单且具有鲁棒性,由控制器和物理层信令来解决复杂性的问题。
USB物理层只包含4条线:两条向外设提供5V电源和地,另外两条(D+和D-)构成可传递差分数据的双绞线对(图1)。
USB实现隔离的四种方法分析目前在办公室和家庭中使用的标准信息处理设备—个人电脑(PC),使用通用串行总线(U S B)与大多数外设进行通讯。
标准化、低成本及软件和开发工具的支持已使个人电脑成为医疗和工业应用很具吸引力的主处理器平台,但这些增长中的市场对安全性和可靠性要求(特别是在电气隔离方面)与一直以来推动个人电脑发展的办公室环境有很大不同。
早期的个人电脑以串行和并行端口作为与外部世界连接的标准接口。
这些标准是从最早的大型计算机继承而来的。
另一个可用的通讯标准R S-232 接口,虽然速度慢,但因为可简单地实现所需要的鲁棒隔离,很适合医疗和工业环境。
由于得到广泛使用并有良好的支持,人们容忍了其速度低和点对点的缺点。
USB接口已取代R S-232,成为个人电脑及其外设的标准端口,其特性几乎在所有方面都远远优于较老的串行端口。
然而,对于要求隔离的医疗和工业应用,由于实现隔离的难度大且成本高,USB一直主要用作诊断端口和临时连接。
本文讨论了对USB实现隔离的各种方法。
值得特别介绍的是,ADI公司现提供了一个新的可选方案—ADuM41601 USB隔离器。
这一突破性产品可简单廉价地实现外设隔离(特别是D+和D-线的隔离),提高了USB在医疗和工业应用中的使用价值。
关于通用串行总线USB是个人电脑的首选串行接口。
该接口得到所有常用的商业操作系统的支持,且允许硬件和驱动器热插拔。
一台主机可以集中星型方式连接多达127 个设备。
许多数据传输模式可处理存储设备的大批量数据传输、流媒体的同步传输以及时间关键型数据的中断驱动型传输(如鼠标移动)等各类传输。
USB以三种数据传输速率运行:低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps)和高速(480Mbps)。
该规范创建后强化了消费应用,这些应用要求连接必须简单且具有鲁棒性,由控制器和物理层信令来解决复杂性的问题。
USB物理层只包含4条线:两条向外设提供5V电源和地,另外两条(D+和D-)构成可传递差分数据的双绞线对(图1)。
数字隔离器是一种方便易用的USB隔离方法来源:EDN作者:Eric Gaalaas标签:ADuM4160(2)隔离器(26)数字隔离器(46)USB(889)ADI(433)USB,是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写,个人电脑(PC)可以使用USB通过连接电缆与外设进行通信。
但是出于安全考虑,在某些应用中需要隔离USB通信或隔断接地回路。
遗憾的是,由于USB连接电缆上的数据流是双向传输,所以隔离工作也非易事。
这篇文章讨论的就是方便易用的USB隔离设备在实际应用中遇到的挑战,并对比了各种不同的解决方案。
“透明的”理想方案是将添加隔离设备带给系统的影响降至最低限度,而这样的解决方案目前已经成为可能。
本设计实例主要针对的是以三种数据传输速率运行的USB2.0:低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps)和高速(480Mbps)。
简单起见,本文着重探讨了12Mbps的全速USB,且实例中的大部分实现原理也适用于以其他数据传输速率运行的USB设备。
关于USBUSB 大受欢迎的一个原因是其简单的4线接口设计,不但可以为外设供电,还可以在外设和PC间充当串行数据链路。
图1是标准的USB连接示意图。
VBUS线可以为外设提供5V 电力,GND为接地线,而D+和D-则用来传输数据。
信号是双向半双工传输,意味着数据可以在线缆的任意方向流动,但是无论何时,最多只有一个发射器可以有效驱动该线缆。
在通信过程中,USB发射器驱动差分或单端状态信号到D+和D-线。
数据被组织成数据包,其中有特别的信号序列标识数据包的头部和尾部。
有时,总线会处于空闲状态,也就意味着没有发射器处于活跃状态,此时与线缆两端相连的电阻在D+和D-线建立起“空闲”总线状态。
空闲状态会促成两个数据包之间总线的初始化,并使主机了解外设何时连接或断开以及外设期望的通信速率(1.5Mbps、12Mbps或480Mbps)。
隔离USB主机和外设的方法现在想象一下对主机和外设进行电气隔离的方法。
全速/低速USB数字隔离器——ADuM4160一、功能描述ADuM41601是一款采用ADI公司iCoupler技术的USB端口隔离器,它将高速CMOS 工艺与芯片级变压器技术相结合,可提供优异的工作性能,并且很容易与低速和全速USB 兼容外设集成。
iCoupler磁隔离技术(简称:磁耦)是ADI公司的一项专利隔离技术,是一种基于芯片尺寸的变压器隔离技术,它采用了高速CMOS工艺和芯片级的变压器技术。
所以,在性能、功耗、体积等各方面都有传统光电隔离器件(光耦)无法比拟的优势。
由于磁隔离在设计上取消了光电耦合器中影响效率的光电转换环节,因此它的功耗仅为光电耦合器的1/6--1/10,具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力。
同时也消除了光电耦合中不稳定的电流传输率,非线性传输,温度和使用寿命等方面的问题。
许多微控制器USB只向外部引脚提供D+和D-线路。
这在许多情况下都符合需求,因为它仅需极少的外部器件,并简化了设计;不过,当需要隔离时,这会带来难题。
由于USB 线路必须在主动驱动D+/D-与允许外部电阻设置总线状态之间切换,因此ADuM4160结构既可以检测数据流向,同时能够控制输出缓冲的状态。
数据流向根据一个个封包确定。
ADuM4160将基于边沿检测iCoupler技术与内部逻辑结合使用,可实现透明、易于配置、面对上游的端口隔离器。
隔离上游端口具有电路简单、电源管理和操作稳健等多种优势。
这款隔离器的传播延迟与标准集线器和电缆的传播延迟相当。
它可以采用任一端上的3.0V至5.5V电源电压供电,并能在内部将该电压调节至信号电平,从而与VBUS直接相连。
ADuM4160对上拉电阻进行隔离控制,以便外设能控制连接时序。
该器件在空闲状态下消耗的电流非常低,因此不需要挂起状态。
二、产品特性●兼容USB 2.0●低速和全速数据传输速率:1.5Mbps 和12Mbps ●双向通信●隔离电压:5KV●xD+和xD-线上具有短路保护●3.3V 和5V (两种电源配置)工作●最大上游电流:7mA 在速率1.5Mbps 时●最大上游电源电流:8mA 在速率12Mbps 时●最大上游待机电流:2.3mA●增强的系统级ESD 保护性能,符合IEC 61000-4-x 标准●工作温度最高可达105℃●高共模瞬变抗扰度:>25KV/us ●16引脚宽体SOIC 封装●符合RoHS 标准●安全管理认证UL 认证:5000V rms 每分钟,通过UL 1577CSA 元件验收通知#5AIEC 60601-1:125V rms (增强)IEC 60950-1:380V rms (增强)VDE 符合证书DIN V VDE V 0884-10(VDE V0884-10):2006-12VIORM =846V peak图1,ADuM4160功能框图三、应用●USB 外围设备隔离●隔离式USB 集线器四、芯片引脚配置和功能描述图2,ADuM4160引脚图引脚2和引脚8内部连接,建议连接两个GND1。