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來源：Digi-Key 作者：Jacob Beningo 我曾經(jīng)不止一次不幸地遇到原型電路故障。這相當普遍，但有幾次我把昂貴的測試設備連接到原型電路上后冒出了恐怖的白煙。顯而易見，在測試不成熟的電路時我們需要做好工具和測試設備的保護，最佳之法就是使用隔離。 第一次我遇到設備損毀問題時，我所監(jiān)測的系統(tǒng)出了很大的問題，電路中的電壓或電流太大，通過我的 USB-USART 轉(zhuǎn)換器，進入到我電腦的 USB 端口，損壞了我的電腦。電腦損壞不得不讓我停下來問自己：“我該如何保護我的電腦？” 對于 USART，解決方法很簡單，也不貴。我曾經(jīng)使用過 SparkFun 的分線板，它與 DEV-09873 USB 橋接器模塊類似，我需要做的就是在嵌入式系統(tǒng)的 Tx/Rx 線路和 USB 橋接器之間裝一個 STMicroelectronics STISO621WTR 雙通道數(shù)字隔離器（圖 1）。花費不到 20 美元，包括一些連接器和原型板，經(jīng)過 10 分鐘焊接，你可以拯救價值數(shù)千美元的設備了。 
圖 1：STMicroelectronics STISO621WTR 雙通道數(shù)字隔離器能夠保護兩個單向通信通道和所連接的設備。（圖片來源：STMicroelectronics） STISO621WTR 的亮點在于其已經(jīng)進行了配置，能夠自動保護 USART。圖 1 展示了如何設置兩個通道進行相向兩個方向的通信，從而簡化布局和接線問題。該隔離器提供了 6 千伏 (kV) 的電隔離能力以及超過 50 kV 每秒 (kV/μs) 的通用模式瞬態(tài)保護。另外該隔離器還能處理最高每秒 100 兆位 (Mbits/s) 的數(shù)據(jù)速率，意味著該器件可用于高速應用。 另一個我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)可使用某種附加隔離的領域是邏輯分析儀的輸入端。邏輯分析儀價格昂貴，從數(shù)百美元到數(shù)千美元不等，很多時候其輸入端沒有進行很好的隔離。不幸的是，我曾經(jīng)損壞過一臺邏輯分析儀，因電路輸入保護只做到 10 V，在一個昏昏沉沉早上我意外將其連接到一個 12 V 的信號上。這次燒的不是儀器而是我的錢包，因為不得不花錢更換零件。 同樣通過使用數(shù)字隔離，開發(fā)人員可以很輕松地保護邏輯分析儀。為了保護測試設備，通常有一點小不便，就是隔離器需要外部電源。這通常需要從測試電路或另一個電源接一些外部跳線，以同時為隔離器兩側(cè)進行供電。對于通信接口來說也需要這樣做，但一般不用管電源和接地。 我曾經(jīng)用來保護測試設備的一個隔離器是 Texas Instruments 的 ISOW7844DWE 四通道通用數(shù)字隔離器（圖 2）。該隔離器可以支持最高 100 Mb/s 的數(shù)據(jù)速度，如果你要連接到測試設備，這個速率就很重要。在一個 10 Mb/s 的邏輯分析儀前端放一個 2 Mb/s 的數(shù)字隔離器其實沒什么意義。這就引出另一個重要的問題，如果你計劃給測試設備加隔離，就要確保不要反過來影響計量系統(tǒng)：這可能引起新的偽影或問題，因此要小心處理。
圖 2：數(shù)據(jù)速率對用于保護儀表的數(shù)字隔離器來說很重要，ISOW7844DWE 可支持最高 100Mb/s 的數(shù)據(jù)速率。（圖片來源：Texas Instruments） 幾乎每一個我們能想到的應用都有足夠多的數(shù)字隔離器可供選擇，找一個適合的隔離器相當簡單。當考慮設備保護時，我通常會參考隔離器的封裝尺寸，以確保能找到合適的分線板，從而快速打造一個原型方案。在保護邏輯分析儀方面，某些情況下，我會搞得較復雜一些，自己做一塊隔離板。 結(jié)語 測試設備和工具通常是昂貴而重要的資產(chǎn)。許多開發(fā)人員只有一臺這樣的設備，意味著需要考慮最壞情況下的墨菲法則對我們的測試設備造成的破壞。所以不要像我：一定要使用數(shù)字隔離。只需小心隔離，不要影響計量系統(tǒng)本身。一旦保護措施到位，你便可高枕無憂：電路故障或注意力不集中對你設備的傷害就是大大降低。 |
