介绍

在数据采集系统中，通常需要将测量点与系统控制器电隔离。电气隔离的原因包括:允许在高电压下进行浮动测量;为了安全起见，减少在医疗应用中可能发生的电击危险;并消除测量点和系统控制器之间可能导致错误的接地回路。

通过隔离线传输的数据可以是数字的也可以是数字的。信号抗噪性差，每个信号点需要一个隔离器。传统上，高度抗噪声的数字编码信号要求每个通道有许多隔离的线路。现在，使用LTC1090系列串行数据采集系统，仅用四条隔离线就可以传输8个通道的数据。每个额外的8个通道只需要一个额外的隔离线。

光隔离器和脉冲变压器都可以用来隔离信号。然而，由于光隔离器往往比脉冲变压器更小，更便宜，它们将是这里考虑的唯一类型的设备。

要演示的电路是一个具有500V隔离的八通道数据采集系统，使用theLTC1090和四个光隔离器。通过增加另一个光隔离器，电路可以由电池供电，功耗仅为50μA，每两秒消耗一次。

通道数量可以增加到16、24、32等。，一个额外的光隔离器用于增加通道的数量为8的倍数。LT1021可直接为多达24个通道供电。

电路描述

LT1021为电路供电并提供精确的参考。1欧姆电阻器将参考电压与电源瞬态隔离开来。

图1中的4n28是非常常用的光隔离器。然而，它们只能提供500V的隔离。如果需要更多的隔离，可以通过使用4N25s获得高达2500V的隔离，而无需其他电路修改。

采用PNP晶体管驱动光隔离器以优化信号下降时间和时钟速率。ltc1090的D(OUT)在SCLK的下降沿上传输。数据在sclk的上升沿上被时钟输入处理器。因此，通过光隔离器使sclk的下降沿具有尽可能小的延迟是必要的。这确保了ltc1090可以及时输出DOUT，以便处理器在SCLK的上升边缘捕获DOUT。npn可以在较慢的数据速率下使用，或者如果燃烧更多的电流是不反对的。

在选择光驱动器集电极中的限流电阻时，要考虑到光隔离器的电流传输比(CTR)。光隔离器的输出晶体管必须有足够的基极电流来驱动所需的负载。光输出晶体管上的基极电阻是为了减少光隔离器的关断时间。

为摩托罗拉68HC05处理器编写的代码可从线性技术获得。该代码为电路供电，允许6.0ms为10μF的上限充电到其最终值，在12ms内读取9个通道，然后断电，直到需要下一组测试。需要九个通道，因为当LTC1090上电时，需要一个虚拟读取来初始化设备。74C14产生的ACLK频率不太苛刻。软件必须在时间之间提供至少两个ACLK周期的延迟CS变低，生成第一个SCLK边。在此期间，需要再延迟44个ACLKsCS在数据传输之间是高的。

选择

图1所示的电路能够以大约15kHz的速率传输串行数据，这对于许多应用来说已经足够快了。对于更高的数据传输速率，来自Sprague或pulse Engineering等公司的脉冲变压器或高速光隔离器(如惠普的hcpl2200)可用，它们可以以LTC1090所能达到的1mhz速率传输数据。

总结

具有串行架构的LTC1090非常适合隔离应用。它只需要4条隔离线来传输8个通道的数据，并且可以通过为每增加8个通道的数据添加一条额外的隔离线来扩展。这种电路和类似电路的可能应用是基于pc的测量系统，医疗仪器和其他存在大共模电压或接地回路的应用。