原创 ADuM141x 四通道数字隔离器

 2009-4-27 11:13  4119 5 4 分类: 通信

ADuM141x 四通道数字隔离器

一、产品描述

ADuM141x是ADI（Analog device, inc）公司推出基于其专利iCoupler磁耦隔离技术的通用型四通道数字隔离器。采用了高速CMOS工艺和芯片级的变压器技术，在性能、功耗、体积等各方面都有光电隔离器件无法比拟的优势。

iCoupler磁耦隔离技术是ADI公司的一项专利隔离技术，它是一种基于芯片尺寸的变压器隔离技术，而非传统的光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管的组合。由于其取消了光电耦合器中影响效率的光电转换环节，因此其功耗仅为光电耦合器的1/10~1/60。iCoupler数字接口具有稳定的性能特征，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。消除了光电耦合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。

ADuM141x隔离器在一个器件中提供四个独立的隔离通道。两端工作电压为2.7V~5.5V，支持低电压工作并能实现电平转换。另外，ADuM141x具有默认输出电平可编程功能。与其他光电隔离的解决方案不同的是，ADuM141x还具有直流校正功能，有一个刷新电路保证即使不存在输入跳变的情况下输出状态也能与输入状态相匹配，这对于上电状态和具有低数据速率的输入波形或恒定的直流输入情况下是很重要的。

二、特征

四通道隔离
电平转换器
低功耗
工作电压：3V/5V
隔离电压：2500V
工作温度：105℃
传输速率：1M/10Mbps
传输延迟：50ns
瞬态共模抑制能力：25KV/us
SOIC-16宽体无铅封装

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三、应用

通用型多通道的隔离
SPI接口和数字转换器的隔离
RS-232/RS-422/RS-485收发器隔离
工业现场总线隔离

四、典型工作参数

V_DD1=V_DD2=5V，T_A=25℃

工作参数	符号	Min	Typ	Max	单位
工作电压	V_DD1	4.5	5.0	5.5	V
工作电压	V_DD2	4.5	5.0	5.5	V
静态工作电流	I_DDI(Q)		0.50	0.73	mA
静态工作电流	I_DDO(Q)		0.38	0.53	mA
0~2Mbps时 1410工作电流	I_DD1		2.4	3.2	mA
0~2Mbps时 1410工作电流	I_DD2		1.2	1.6	mA
0~2Mbps时 1411工作电流	I_DD1		2.2	2.8	mA
0~2Mbps时 1411工作电流	I_DD2		1.8	2.4	mA
0~2Mbps时 1412工作电流	I_DD1		2.0	2.6	mA
0~2Mbps时 1412工作电流	I_DD2		2.0	2.6	mA
输入电平	V_IH	2.0			V
输入电平	V_IL			0.8	V
输出电平	V_OH	V_DD1,2-0.1	5.0		V
输出电平	V_OL		0.0	0.1	V
最大输出电流	I_O1(side1)	-18		18	mA
最大输出电流	I_O2(side2)	-22		22	mA

V_DD1=V_DD2=3V，T_A=25℃

工作参数	符号	Min	Typ	Max	单位
工作电压	V_DD1	2.7	3.0	3.6	V
工作电压	V_DD2	2.7	3.0	3.6	V
静态工作电流	I_DDI(Q)		0.25	0.38	mA
静态工作电流	I_DDO(Q)		0.19	0.33	mA
0~2Mbps时 1410工作电流	I_DD1		1.2	1.6	mA
0~2Mbps时 1410工作电流	I_DD2		0.8	1.0	mA
0~2Mbps时 1411工作电流	I_DD1		1.0	1.9	mA
0~2Mbps时 1411工作电流	I_DD2		0.9	1.7	mA
0~2Mbps时 1412工作电流	I_DD1		1.0	1.8	mA
0~2Mbps时 1412工作电流	I_DD2		1.0	1.8	mA
输入电平	V_IH	1.6			V
输入电平	V_IL			0.4	V
输出电平	V_OH	V_DD1,2-0.1	3.0		V
输出电平	V_OL		0.0	0.1	V
最大输出电流	I_O1(side1)	-18		18	mA
最大输出电流	I_O2(side2)	-22		22	mA

※兼容V_DD1=3V,V_DD2=5V以及V_DD1=5V,V_DD2=3V的工作模式。

五、引脚功能说明

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引脚	名称	功能描述
1	V_DD1	Side1端供电电源（2.7V~5.5V）
2,8	GND₁	Side1端电源地（芯片内部连通）
3	V_IA	Side1逻辑输入A
4	V_IB	Side1逻辑输入B
5	V_IC	Side1逻辑输入C
6	V_ID	Side1逻辑输入D
7	DISABLE	输入禁止，禁止输入且停止直流刷新电路，输出状态由CTRL₂决定
16	V_DD2	Side2端供电电源（2.7V~5.5V）
15,9	GND₂	Side2端电源地（芯片内部连通）
14	V_OA	Side2逻辑输出A
13	V_OB	Side2逻辑输出B
12	V_OC	Side2逻辑输出C
11	V_OD	Side2逻辑输出D
10	CTRL₂	默认输出控制2脚当CTRL₂为高或悬空且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB,V_OC,V_OD输出为高当CTRL₂为低且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB,V_OC,V_OD输出为低当V_DD1有效时，此引脚无作用

引脚	名称	功能描述
1	V_DD1	Side1端供电电源（2.7V~5.5V）
2,8	GND₁	Side1端电源地（芯片内部连通）
3	V_IA	Side1逻辑输入A
4	V_IB	Side1逻辑输入B
5	V_IC	Side1逻辑输入C
6	V_OD	Side1逻辑输出D
16	V_DD2	Side2端供电电源（2.7V~5.5V）
15,9	GND₂	Side2端电源地（芯片内部连通）
14	V_OA	Side2逻辑输出A
13	V_OB	Side2逻辑输出B
12	V_OC	Side2逻辑输出C
11	V_ID	Side2逻辑输入D
7	CTRL₁	默认输出控制1脚当CTRL₁为高或悬空且V_DD2关闭时， V_OD输出为高当CTRL₁为低且V_DD2关闭时， V_OD输出为低当V_DD2有效时，此引脚无作用
10	CTRL₂	默认输入控制2脚当CTRL₂为高或悬空且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB,V_OC输出为高当CTRL₂为低且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB,V_OC输出为低当V_DD1有效时，此引脚无作用

引脚	名称	功能描述
1	V_DD1	Side1端供电电源（2.7V~5.5V）
2,8	GND₁	Side1端电源地（芯片内部连通）
3	V_IA	Side1逻辑输入A
4	V_IB	Side1逻辑输入B
5	V_OC	Side1逻辑输出C
6	V_OD	Side1逻辑输出D
16	V_DD2	Side2端供电电源（2.7V~5.5V）
15,9	GND₂	Side2端电源地（芯片内部连通）
14	V_OA	Side2逻辑输出A
13	V_OB	Side2逻辑输出B
12	V_IC	Side2逻辑输入C
11	V_ID	Side2逻辑输入D
7	CTRL₁	默认输出控制1脚当CTRL₁为高或悬空且V_DD2关闭时，V_OC, V_OD输出为高当CTRL₁为低且V_DD2关闭时，V_OC, V_OD输出为低当V_DD2有效时，此引脚无作用
10	CTRL₂	默认输入控制2脚当CTRL₂为高或悬空且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB输出为高当CTRL₂为低且V_DD1关闭时，V_OA,V_OB输出为低当V_DD1有效时，此引脚无作用

六、使用说明

1、ADuM141x真值表

V_IX输入	CTRL_X输入	V_DISABLE状态	V_DDI状态	V_DDO状态	V_OX输出
高电平	X	低或悬空	有效	有效	高电平
低电平	X	低或悬空	有效	有效	低电平
X	高或悬空	高电平	X	有效	高电平
X	低电平	高电平	X	有效	低电平
X	高或悬空	X	无效	有效	高电平
X	低电平	X	无效	有效	低电平
X	X	X	有效	无效	高阻状态

2、PCB板布局

ADuM141x数字隔离器逻辑接口不需要任何外部接口电路建议使用者在输入和输出端的供电引脚各自加一个旁路电容，输入端的旁路电容可以加在1、2或1、8引脚之间，输出端的旁路电容可以加在16、15或16、9脚之间。电容值应在0.01uF到0.1uF之间。需要注意的是，电容管脚与器件电源引脚之间的距离不要超过20mm。

3、传输延迟时间相关参数

传输延迟时间描述的是逻辑器件经过器件传输所需要的时间，低至高延迟时间（T_PLH）是指器件输入端上升沿与输出端上升沿之间的时间差，高至低延迟时间（T_PHL）是指器件输入端下降沿与输出端下降沿之间的时间差。如下图所示

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4、脉宽失真

脉宽失真PWD（pulse-width distortion）是指低至高延迟时间T_PLH与高至低延迟时间T_PHL之间的最大差值，它显示了器件经过器件输出后保持原样的精确程度。ADUM1410/ADUM1411/ADUM1412的最低脉宽失真小于5ns(10Mbps); 最大脉宽失真是40ns(1Mbps).

5、 直流校正功能

磁耦隔离器每一通道的两组线圈起到脉冲变压器的作用，输入端逻辑电平的变化会引起一个窄脉冲（1ns），经过脉冲变压器耦合到解码器，然后再经过一个施密特触发器的波形变换输出标准的矩形波，如果输入端逻辑电平超过1μs都没有任何变化，则校正电路会产生一个适当极性的校正脉冲，以确保变压器直流端输出信号的正确性，如果解码器一端超过5μs都没有收到任何校正脉冲，则会认为输入端已经掉电或不工作，由看门狗电定时器电路，将输出端强行置为默认状态（参看真值表）。这确保了磁耦可以传输直流信号。

七、封装尺寸

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八、产品选型表

型号	通道分布	传输速率(Mbps)	最大传输延时(ns)	最大脉宽失真(ns)	工作温度范围(℃)	封装
ADuM1410ARWZ	4/0	1	100	40	-40~105	SOW-16
ADuM1410BRWZ	4/0	10	50	5	-40~105	SOW-16
ADuM1411ARWZ	3/1	1	100	40	-40~105	SOW-16
ADuM1411BRWZ	3/1	10	50	5	-40~105	SOW-16
ADuM1412ARWZ	2/2	1	100	40	-40~105	SOW-16
ADuM1412BRWZ	2/2	10	50	5	-40~105	SOW-16