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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(shè)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(shè)備的保護，最佳之法就是使用隔離。 第一次我遇到設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)用。 另一個我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)可使用某種附加隔離的領(lǐng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)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(fù)雜一些，自己做一塊隔離板。 結(jié)語 測試設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備的傷害就是大大降低。 |
