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Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd : votre fournisseur professionnel d'isolateurs numériquesShenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd a été fondée en 2010, la société adhère toujours au concept de talent qui est la richesse de l'entreprise, au cours des années de marché perfectionné, a formé un groupe d'entrepreneurs , personnel innovant, tout en élargissant sa part de marché au pays et à l'étranger, la société continue d'optimiser les processus commerciaux internes, d'améliorer les ventes et les achats internationaux, d'adhérer uniquement aux produits d'origine, d'approfondir le niveau de service client et de former progressivement ses propres avantages industriels. .

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Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd : votre fournisseur professionnel d'isolateurs numériques

Shenzhen MATCHINGIC Technology Co., Ltd a été fondée en 2010, la société adhère toujours au concept de talent qui est la richesse de l'entreprise, au cours des années de développement du marché, a formé un groupe de personnel entreprenant et innovant, tout en élargissant sa part de marché au pays et à l'étranger, la société continue d'optimiser les processus commerciaux internes, d'améliorer les ventes et les achats internationaux, de s'en tenir uniquement aux produits d'origine, d'approfondir le niveau de service à la clientèle et de former progressivement ses propres avantages industriels.

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Qu'est-ce que les isolateurs numériques de canal

Les isolateurs numériques de canal sont des composants électroniques utilisés pour assurer l'isolation électrique entre deux circuits. Ils agissent essentiellement comme une barrière qui empêche le passage de l'énergie électrique ou des données entre les deux circuits. Ils se composent d'un émetteur de signal, d'un récepteur de signal et d'une barrière d'isolation qui sépare les deux. La barrière d'isolation est généralement constituée d'un matériau diélectrique ou d'un champ magnétique et ne permet pas aux signaux électriques ou de données de passer entre les deux canaux.

Avantages des isolateurs numériques de canal

1. Intégrité élevée du signal :Les isolateurs numériques de canal offrent un niveau élevé d'intégrité et de précision du signal, ce qui est important dans des applications telles que l'acquisition de données, l'instrumentation et le contrôle.
2. Sécurité renforcée :Les isolateurs numériques de canal fournissent une isolation galvanique, essentielle dans les applications haute tension, réduisant ainsi le risque de chocs électriques, de boucles de terre et de pics de tension.
3. Bruit du système réduit :Les isolateurs numériques de canal aident à réduire le bruit du système causé par les interférences électromagnétiques (EMI), les interférences radiofréquences (RFI) et les boucles de masse. Cela améliore à son tour la qualité et la fiabilité des signaux du système.
4. Petit facteur de forme :Les isolateurs numériques de canal sont disponibles dans une large gamme de boîtiers compacts à montage en surface, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans des applications où l'espace est limité.
5. Faible consommation d’énergie :Les isolateurs numériques de canal sont conçus pour consommer peu d'énergie, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les applications portables et alimentées par batterie.
6. Transfert de données à grande vitesse :Les isolateurs numériques de canal assurent un transfert de données rapide et fiable sans aucune perte d'informations, ce qui est essentiel dans les applications telles que USB, Ethernet et SPI.
7. Rentable :Les isolateurs numériques de canal constituent une alternative économique aux optocoupleurs traditionnels. Ils sont également plus fiables, ont une durée de vie plus longue et résistent mieux aux variations de température et au vieillissement.

Pourquoi utiliser un isolateur numérique de canal

Les isolateurs numériques de canal sont le plus souvent utilisés lorsque des différences de masse potentielles sont présentes. Les entrées de capteur peuvent fonctionner à différentes tensions, allant de 3 volts à 48 volts ou plus, et un isolateur numérique permet de répondre à ce type d'application.
Par exemple, si le microprocesseur fonctionne à 3,3 volts et que les entrées vont de 24 volts à 48 volts, cela pourrait provoquer une différence de potentiel significative dans les tensions de terre, ce qui peut introduire des niveaux de tension dommageables pour les appareils présents, fausser les données du capteur et introduire les erreurs. Une certaine forme d’isolement est nécessaire pour garantir l’exactitude. Le signal du capteur est généralement conditionné par des filtres, des circuits de protection, un amplificateur et numérisé par un CAN. Il s'agit du signal de données dont le processeur PLC a besoin pour fonctionner.
Un isolateur numérique est utilisé pour éliminer toute erreur due aux boucles de masse. Et il est souhaitable que l'isolateur numérique ait une faible latence ou délai de propagation, un faible bruit et un débit de données élevé. En effet, moins un isolateur numérique est visible par le signal d'entrée, mieux c'est.

Les isolateurs numériques simplifient la conception et garantissent la fiabilité du système

Les appareils de mesure utilisés dans les environnements industriels nécessitent souvent une isolation pour la sécurité de l'utilisateur et du système, ainsi que pour garantir des mesures précises en présence de tensions de mode commun élevées. Les isolateurs numériques offrent une alternative fiable et facile à utiliser aux technologies plus anciennes telles que les optocoupleurs. Grâce aux isolateurs numériques, les ingénieurs peuvent optimiser les conceptions de systèmes isolés pour réduire la consommation d'énergie et garantir les performances du système sans recourir à une marge de conception excessive pour compenser les spécifications manquantes ou incomplètes des appareils.
Les amplificateurs d'isolation constituaient une première solution à ce problème, mais ils sont devenus obsolètes en raison de la nécessité de mesures avec une bande passante et une résolution plus élevées. Aujourd'hui, la technique la plus précise, la plus économique et la plus efficace pour effectuer ces mesures consiste à isoler l'ensemble du frontal de mesure, y compris le convertisseur analogique-numérique (CAN), et à mettre en œuvre une liaison série isolée avec le reste du système.

Concevoir pour la fiabilité

Jusqu'il y a une dizaine d'années, les optocoupleurs constituaient l'une des rares solutions pratiques pour isoler les signaux numériques. Cependant, demandez à n'importe quel ingénieur qui a dû concevoir avec lui, et vous découvrirez rapidement à quel point il est difficile de développer un système efficace et fiable, en particulier lorsque l'on essaie de maintenir les coûts au minimum. Les optocoupleurs utilisent une LED pour générer de la lumière à travers une barrière d'isolation afin d'allumer et d'éteindre un phototransistor. Lors de la conception avec des optocoupleurs, vous devez garantir que la LED générera suffisamment de lumière pour allumer le phototransistor de réception et que les temps de montée et de descente de la sortie seront suffisamment rapides pour prendre en charge le fonctionnement à la fréquence souhaitée. L'une des spécifications les plus importantes des optocoupleurs est le rapport de transfert de courant. Le CTR est le rapport entre le courant du collecteur qui apparaît au niveau du phototransistor et le courant traversant la LED.

Les isolateurs numériques simplifient la conception et garantissent la fiabilité du système

Les appareils de mesure utilisés dans les environnements industriels nécessitent souvent une isolation pour la sécurité de l'utilisateur et du système, ainsi que pour garantir des mesures précises en présence de tensions de mode commun élevées. Les isolateurs numériques offrent une alternative fiable et facile à utiliser aux technologies plus anciennes telles que les optocoupleurs. Grâce aux isolateurs numériques, les ingénieurs peuvent optimiser les conceptions de systèmes isolés pour réduire la consommation d'énergie et garantir les performances du système sans recourir à une marge de conception excessive pour compenser les spécifications manquantes ou incomplètes des appareils.
Les amplificateurs d'isolation constituaient une première solution à ce problème, mais ils sont devenus obsolètes en raison de la nécessité de mesures avec une bande passante et une résolution plus élevées. Aujourd'hui, la technique la plus précise, la plus économique et la plus efficace pour effectuer ces mesures consiste à isoler l'ensemble du frontal de mesure, y compris le convertisseur analogique-numérique, et à mettre en œuvre une liaison série isolée avec le reste du système.

Fonctionnement à grande vitesse

Lorsque les systèmes de mesure isolés utilisent des fréquences d'échantillonnage élevées, isoler un bus série avec des optocoupleurs peut devenir une tâche ardue. La capacité parasite de la photodiode du récepteur limite la vitesse à laquelle un optocoupleur peut transmettre des signaux numériques. Vous pouvez charger cette capacité parasite plus rapidement en augmentant la quantité de lumière provenant de la LED, mais cela augmente la consommation électrique. De plus, peu d'optocoupleurs offrent plus de deux canaux par paquet, uniquement dans la même direction, et n'incluent généralement pas de spécifications de synchronisation liées à la correspondance canal à canal. Bien qu'il soit logique de supposer une bonne correspondance entre les optocoupleurs dans le même boîtier, l'absence de spécification imprimée signifie que vous devez faire une hypothèse technique. Comme c'est le cas lorsqu'ils s'appuient sur des spécifications non imprimées, les ingénieurs les plus prudents choisiront de laisser une marge de conception importante, fonctionnant à des performances bien inférieures à celles qu'indiquerait une fiche technique lorsqu'ils envisagent un seul optocoupleur.

Comment fonctionne un isolateur numérique de canal

Les isolateurs numériques de canal couplent les données à travers une barrière d'isolation. Ceci est réalisé en utilisant un modulateur pour transmettre une porteuse haute fréquence à travers la barrière pour représenter un état numérique haut ou bas et aucun signal pour représenter l'autre état. Le récepteur démodule le signal après un conditionnement avancé du signal pour produire une sortie isolée via un étage tampon.
Les isolateurs numériques de canal utilisent la technologie de commutation logique CMOS ou TTL asymétrique. La plage de tension va normalement de 3 volts à 5,5 volts pour les deux alimentations, VCC1 et VCC2, bien que certains appareils puissent prendre en charge une plage de tension d'alimentation plus large. Lors de la conception des isolateurs numériques, il est important de garder à l'esprit qu'en raison de leur structure de conception asymétrique, les isolateurs numériques ne sont conformes à aucune norme d'interface spécifique et sont uniquement destinés à isoler les lignes de signaux numériques asymétriques.
Un examen attentif des dispositions doit être effectué lors de l’utilisation d’un isolateur numérique. Un minimum de quatre couches est requis pour réaliser une conception de PCB à faible EMI.
L'empilement des couches doit être dans l'ordre suivant, de haut en bas :
● Couche de signal haute vitesse
● Plan de masse
● Avion propulseur
● Couche de signal basse fréquence
Le routage des traces à grande vitesse sur la couche supérieure évite l'utilisation de vias et l'introduction d'inductances d'air et permet des interconnexions propres entre l'isolateur et les circuits émetteur et récepteur de la liaison de données.
Le placement d'un plan de masse solide à côté de la couche de signal à grande vitesse établit une impédance contrôlée pour les interconnexions de lumière de transmission et fournit un excellent chemin à faible inductance vers le flux de courant de retour. Placer l'alimentation à côté du plan de masse crée une capacité de dérivation haute fréquence supplémentaire. Le routage des signaux de commande à vitesse plus lente sur la couche inférieure permet une plus grande flexibilité, car ces longueurs de signal ont généralement une marge pour tolérer des discontinuités telles que des vias.
Si un plan de tension d'alimentation ou une couche de signal supplémentaire est nécessaire, ajoutez un deuxième système d'alimentation ou de plan de masse à la pile pour la maintenir symétrique. Cela rend le second mécaniquement stable et l’empêche de se déformer. En outre, l'alimentation et le plan de masse de chaque système électrique peuvent être rapprochés, augmentant ainsi considérablement la capacité de dérivation haute fréquence.

Pourquoi l'isolateur numérique de canal a-t-il besoin d'une alimentation isolée ?

Étant donné que chaque côté de l'appareil doit être alimenté à la fois pour l'intérieur et qu'il n'y a aucun lien physique entre les deux, les isolateurs numériques nécessitent une alimentation séparée sur les côtés primaire et secondaire. Ce critère s'applique aux isolateurs numériques de voie et aux appareils isolés avec interfaces intégrées, que l'appareil fournisse une isolation de base ou renforcée.

Les tensions d'alimentation VCC 1 et VCC 2 déterminent les tensions des signaux d'entrée et de sortie de l'isolateur numérique. D'un appareil à l'autre, la relation exacte avec VCC diffère. Il est conseillé de maintenir des alimentations similaires à la tension d'alimentation isolée pour garantir que la sortie de l'isolateur numérique est optimale pour les niveaux logiques des composants d'interfaçage.

Les signaux MCU doivent fonctionner à des niveaux logiques de 5- volts lors de l'utilisation d'un isolateur numérique alimenté par 5 volts et interfacé à un MCU. Un isolateur numérique peut être alimenté à partir de diverses sources.

Qu’est-ce que le CMTI et comment affecte-t-il l’isolement numérique ?

01.

Le taux maximum toléré d’augmentation ou de diminution de la tension de mode commun appliquée entre deux circuits isolés est l’immunité transitoire de mode commun ou CMTI. Les deux circuits isolés concernant les isolateurs numériques sont les côtés émission et réception de l'isolateur, internes à l'isolateur numérique.

02.

Comment sont construits les isolateurs de canaux capacitifs ?

Les isolateurs numériques de canal comprennent deux circuits intégrés ou puces IC indépendants : un circuit d'entrée et un circuit de sortie, reliés par des fils de liaison et un composé de moule de haute qualité résistant aux hautes tensions. L'isolateur numérique est illustré en coupe transversale et sous forme de radiographie.

Une barrière capacitive de type double ou simple en dioxyde de silicium peut être utilisée comme isolant dans un circuit isolateur numérique, et les deux peuvent résister à des niveaux de tension très élevés de par leur conception. La glace à base capacitive est construite à partir du type de matériau à résistance dialectique la plus élevée de l'industrie des semi-conducteurs. Il est fabriqué dans une usine de fabrication de plaquettes en salle blanche avec une faible variation d'un composant à l'autre.

Les principaux contributeurs aux performances d'isolation sont la technologie elle-même et l'architecture de conception en raison de l'environnement de fabrication étroitement contrôlé et de la qualité du diélectrique en dioxyde de silicium. Les conceptions de modulation tout ou rien et de modulation basées sur les bords étaient couramment utilisées dans les isolateurs capacitifs. Les deux termes font référence aux stratégies temporelles utilisées pour initier un changement de sortie.

Comment fonctionne une isolation numérique basée sur la périphérie

La transmission des données démarre avec une impulsion d'entrée d'une durée spécifique dans un isolateur numérique basé sur les bords, comme celui illustré ci-dessous.
Un signal d'entrée asymétrique entrant dans le canal haute fréquence est divisé en un signal différentiel par la porte inverseuse à l'entrée. Le signal est ensuite différencié en impulsions transitoires par les réseaux de résistances de condensateurs. Les durées entre les transitoires de signal sont mesurées par une logique de décision à la sortie du comparateur de canal haute fréquence.
La logique de décision oblige le multiplexeur de sortie à passer du canal haute fréquence au canal basse fréquence si le délai entre deux transitoires successifs dépasse une limite de temps spécifiée, comme dans un signal basse fréquence.
Les signaux basse fréquence sont modulés en largeur d'impulsion avec la fréquence porteuse d'un oscillateur interne pour créer un signal haute fréquence pouvant traverser la barrière capacitive. Avec une base de temps généralement de l'ordre de dizaines de nanosecondes, l'oscillateur est utilisé pour définir l'échelle de temps du canal DC PWM. La communication PWM est ensuite mise en paquets, les plus petits paquets possibles étant supérieurs à la fréquence de l'oscillateur.
L'isolateur basé sur les bords est construit de manière à ce que la fréquence de l'oscillateur n'apparaisse pas dans le spectre de sortie. L'entrée étant modulée, un filtre passe-bas est nécessaire pour séparer la porteuse haute fréquence des données réelles avant qu'elles ne soient transmises au multiplexeur de sortie et aux broches de sortie, ce qui entraîne l'isolation électrique du signal d'entrée numérique.

FAQ

Q : A quoi sert l’isolateur numérique ?

R : Les isolateurs numériques sont des dispositifs intégrés utilisés pour isoler les signaux numériques et transférer la communication numérique à travers une barrière d'isolation.

Q : Quelle est la différence entre l’isolateur optique et numérique ?

R : Un optocoupleur également appelé opto-isolateur, photocoupleur ou isolateur optique est un composant qui transfère des signaux électriques entre deux circuits isolés en utilisant la lumière. Un isolateur CMOS numérique est un composant qui transfère des signaux électriques entre deux circuits isolés en utilisant une porteuse haute fréquence.

Q : Quelle est la différence entre l’isolateur analogique et l’isolateur numérique ?

R : Les isolateurs de circuits bloquent le courant basse fréquence entre les circuits tout en permettant le transfert de signaux analogiques ou numériques via des liaisons électromagnétiques ou optiques. Les isolateurs numériques transfèrent les signaux binaires et les isolateurs analogiques transfèrent les signaux continus à travers la barrière d'isolation.

Q : Qu'est-ce que les isolateurs numériques de canal ?

R : Les isolateurs numériques de canal sont des composants électroniques utilisés pour assurer l'isolation électrique entre deux circuits. Ils agissent essentiellement comme une barrière qui empêche le passage de l'énergie électrique ou des données entre les deux circuits. Ils se composent d'un émetteur de signal, d'un récepteur de signal et d'une barrière d'isolation qui sépare les deux. La barrière d'isolation est généralement constituée d'un matériau diélectrique ou d'un champ magnétique et ne permet pas aux signaux électriques ou de données de passer entre les deux canaux.

Q : Quelle est la différence entre l'isolateur numérique et l'optocoupleur ?

R : Le principe de fonctionnement de base de l'isolateur numérique CMOS est quelque peu analogue à celui d'un optocoupleur, à l'exception du fait que le contrôle de l'état logique de sortie est déterminé par la présence ou l'absence d'une porteuse haute fréquence (HF) au lieu de la lumière.

Q : Quels sont les avantages d’un isolateur ?

R : Un isolateur peut être installé dans une salle blanche de classe 6 ou 7, éliminant ainsi la nécessité de construire une installation de classe 5 pour fournir un environnement de travail aseptique et sans compromettre les niveaux de stérilité et de protection contre les contaminants. Les isolateurs sont généralement plus faciles à décontaminer, à surveiller et offrent un degré élevé d’assurance de stérilité.

Q : Un isolateur est-il nécessaire ?

R : Les isolateurs et les disjoncteurs sont des composants nécessaires au système électrique qui garantissent que les courants de charge et les défauts de charge n'endommagent pas les installations électriques. Ils aident à réguler les surtensions électriques. Les disjoncteurs et les isolateurs remplissent une fonction similaire, mais ils présentent quelques différences.

Q : Quel est l’objectif principal de l’utilisation d’isolateurs optiques pour protéger les appareils ?

R : La fonction principale d'un opto-isolateur est de bloquer ces hautes tensions et ces transitoires de tension, de sorte qu'une surtension dans une partie du système ne perturbe pas ou ne détruise pas les autres parties.

Q : Comment appelle-t-on également un isolateur optique ?

R : Un optoisolateur (également connu sous le nom de coupleur optique, photocoupleur, optocoupleur) est un dispositif semi-conducteur qui transfère un signal électrique entre des circuits isolés en utilisant la lumière.

Q : Quels sont les deux types d’isolateurs ?

R : Il existe différents types d’isolateurs utilisés pour différentes applications. Ce sont : simple coupure, double coupure, isolateur de bus et isolateur de ligne. L'isolateur sera du type rotatif central à double coupure horizontale avec un interrupteur de terre.

Q : Pourquoi utiliser un isolateur au lieu d’un interrupteur ?

R : L’utilisation d’interrupteurs sectionneurs présente de nombreux avantages. Premièrement, cela aide à protéger votre appareil des fluctuations de tension. Deuxièmement, il vous permet d'isoler facilement l'appareil de l'alimentation, ce qui est utile lorsque vous avez besoin d'une réparation ou d'un remplacement.

Q : Un optocoupleur est-il analogique ou numérique ?

R : L'optocoupleur est utilisé pour transmettre des informations analogiques ou numériques entre des circuits tout en maintenant une isolation électrique à des potentiels allant jusqu'à 5,000 volts. Un optoisolateur est utilisé pour transmettre des informations analogiques ou numériques entre des circuits où la différence de potentiel est supérieure à 5,000 volts.

Q : Pourquoi utiliser un optocoupleur au lieu d'un transistor ?

A: Exigences de courant et de tension :Les transistors conviennent généralement mieux aux applications à courant et à tension plus élevés, tandis que les optocoupleurs conviennent aux applications à faible puissance. Immunité au bruit : les optocoupleurs peuvent offrir une meilleure immunité au bruit que les transistors, ce qui peut être important dans certains environnements très bruyants.

Q : Quel est le principe de fonctionnement d'un isolateur ?

A: Principe de fonctionnement:Un isolateur utilise une jonction de ferrite magnétisée transversalement pour diriger l'énergie micro-onde entrante. Lorsqu’un signal pénètre dans l’appareil, il se propage dans la direction du champ magnétique circulant. De cette façon, le signal est dirigé vers le port souhaité sur l'appareil.

Q : Quels sont les trois principaux types de technologie de barrière d’isolation ?

A: Les 3 types d'isolement peuvent être répertoriés du basique (protection bas niveau) au complet (protection haut niveau) dans l'ordre de: Isolation canal à terre, banque et canal à canal. Tous les appareils ni isolés sont isolés de la terre.

Q : Quels sont les différents types de systèmes d’isolation ?

R : Le système d'isolation est classé en trois types, à savoir le système passif, le système actif et le système semi-actif.

Q : Quels sont les avantages de l’utilisation d’un isolateur numérique ?

R : Les isolateurs numériques fournissent une isolation électrique qui protège les circuits électroniques sensibles du bruit et des interférences électriques. Ils améliorent également la sécurité en évitant les chocs électriques ou les dommages matériels. De plus, les isolateurs numériques ont un facteur de forme plus petit et une consommation d'énergie inférieure à celle des optocoupleurs traditionnels.

Q : Quelles sont les applications des isolateurs numériques ?

R : Les isolateurs numériques sont utilisés dans une grande variété d'applications, notamment l'automatisation industrielle, l'électronique de puissance, les dispositifs médicaux et les systèmes automobiles. Ils sont souvent utilisés dans la commande de moteurs, les interfaces de communication et les systèmes de transmission de données.

Q : Comment choisir un isolateur numérique ?

R : Lorsque vous choisissez un isolateur numérique, vous devez prendre en compte des facteurs tels que la plage de tension, la vitesse, la bande passante, la tension d'isolation et la conformité réglementaire. Vous devez également tenir compte de l’application spécifique et des éventuels facteurs environnementaux, tels que la température et l’humidité.

Q : Comment puis-je sélectionner le bon isolateur numérique pour mon application ?

R : Lors de la sélection d'un isolateur numérique, vous devez prendre en compte des facteurs tels que la tension nominale d'isolement, le délai de propagation du signal, la consommation électrique et le type de boîtier qui répond aux exigences de votre système.

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