雙通道數字式隔離器ADUM1201在CAN總線通信系統中的應用
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CAN(Controller Area Network)總線屬于現場總線的范疇，它是德國Bosch公司在20世紀80年代初為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議。自Bosch公司推出CAN總線至今，CAN總線以其系統的實用性、可靠性和經濟性而倍受青睞，并獲得了長足的進步。CAN總線是目前唯一有國際標準的現場總線，可實現全分布式多機系統，采用非破壞性總線仲裁技術，可滿足不同的實時要求，通信距離最遠可達10km(傳輸率為5kb／s)，通訊速率最高可達l Mb／s(傳輸距離為40m)；節點數可達110個，傳輸介質為雙絞線或光纖，報文采用短幀結構,帶有CRC校驗以及其他檢錯措施,使得數據出錯率極低, 可靠性極高。CAN總線以其卓越的特性，低廉的價格，極高的可靠性和靈活的結構，已被公認為最有前途的現場總線之一。
正由于CAN總線具有諸多其他總線無法比擬的特性，所以CAN在許多場合應用廣泛。尤其是在一些強干擾的惡劣環境下，比如工業現場，更是有著重要的應用。因此在某些應用領域，由于現場情況十分復雜，各個節點之間存在很高的共模電壓。雖然CAN接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但當共模電壓超過CAN驅動器的極限接收電壓時，CAN驅動器就無法正常工作了，嚴重時甚至會燒毀芯片和儀器設備。因此，在強干擾環境中，或是高的性能要求下，就必須對CAN總線各個通信節點實行電氣隔離。
傳統的CAN總線隔離方法是光耦合器技術，使用光束來隔離和保護檢測電路以及在高壓和低壓電氣環境之間提供一個安全接口。目前一般使用6N137光電隔離器件，以Toshiba公司的6N137為例，該器件工作電壓為5V，最高速率10Mbps，工作溫度一般為0℃到70℃，隔離電壓2500Vrms，并且以DIP8型封裝，每個芯片僅提供一個隔離通道。這些性能已經限制了6N137在更高要求的環境中應用。因此，ADI公司推出的新型雙通道數字隔離器ADUM1201以其諸多優于光電隔離器件的性能優點，在CAN總線以及其他高要求情況下有著廣泛的應用前景。
ADUM1201
ADUM1201基于ADI獲獎的iCoupler數字隔離器采用平面磁場專利隔離技術。iCoupler技術是一項專利隔離技術，它是基于芯片尺寸的變壓器，而不是基于光電耦合器所采用的LED與光電二極管的組合。iCoupler技術由于取消了光電耦合器中的光電轉換過程，并且采用了iCoupler變壓器專利技術集成變壓器驅動和接收電路，從而實現了光電隔離器無法比擬的性能優勢。由于使用晶片級制造工藝直接在芯片上制造iCouple變壓器，所以iCoupler通道比光電耦合器有效地實現通道之間的集成以及比較容易地實現其它半導體功能。
由于沒有光電耦合器中影響效率的光電轉換環節，所以iCoupler數字隔離器不需要驅動LED的外部電路，其功耗僅為光電耦合器的1/10到1/50。這種新的基于電磁的隔離方法，在抗高溫影響方面遠優于光耦合器，iCoupler數字隔離器在125℃高溫環境下性能和可靠性并不下降，因此可以采用低成本，小體積的SOIC封裝，這樣不但降低了成本還減小了芯片的體積。另外，iCoupler數字隔離器的隔離通道具有比光電耦合器更高的數據傳輸速率、時序精度和瞬態共模抑制能力。其額定隔離電壓是高隔離度光電耦合器的2倍，并且數據傳輸速率和時序精度是其10倍。此外，與光電耦合器不同的是，多通道iCoupler數字隔離器能在同一芯片內提供正向和反向通信通道，這樣就可以使得信號的傳輸方向更加靈活，簡化了芯片間的硬件連接線路。
由于基于iCoupler技術，所以ADUM1201具有諸多優于光電隔離器的優點：
●速度更高 最高速率可以達到25Mbps。
●功耗更低 功耗低于同數據傳輸率時傳統光電隔離器的1/10，最小工作電流0.8mA。
●性能更高 時序精度，瞬態共模抑制力，通道間匹配程度均優于傳統光電隔離器。
●體積更小 集成度更高，印制電路板（PCB）面積為傳統光電隔離器的40％。
●價格更便宜 每通道成本為傳統光電隔離器的40％。
●應用更靈活 與傳統光電耦合器不同的是，多通道iCoupler數字隔離器能在同一芯片內提供正向和反向信通通道。
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