ADI ADUM4160BRWZ-RL數(shù)字隔離器中文詳細(xì)資料

一、型號(hào)與類型

ADUM4160BRWZ-RL是Analog Devices Inc.（ADI）生產(chǎn)的一款高性能數(shù)字隔離器，特別針對(duì)全速/低速USB應(yīng)用設(shè)計(jì)。這款隔離器結(jié)合了高速CMOS工藝與單片空芯變壓器技術(shù)，提供了優(yōu)異的電氣性能和可靠的隔離能力。其封裝形式為SOP16，便于在各類電子系統(tǒng)中集成使用。ADUM4160BRWZ-RL作為ADI全系列數(shù)字隔離器中的一員，以其獨(dú)特的iCoupler?技術(shù)脫穎而出，成為市場(chǎng)上備受歡迎的產(chǎn)品之一。

　　廠商名稱：ADI

　　元件分類：數(shù)字隔離器

　　中文描述： 數(shù)字隔離器,2放大器,3.1 V,5.5 V,WSOIC,16引腳,12 Mbps

　　英文描述： Full/Low Speed 5 kV USB Digital Isolator

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)：http://www.kmzr.net.cn/data/k08-24103152-ADUM4160BRWZ-RL.html

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　　ADUM4160BRWZ-RL概述

　　ADUM4160是一款基于Analog Devices,Inc.的iCoupler?技術(shù)的USB端口隔離器。該隔離元件結(jié)合了高速CMOS和單片空氣芯變壓器技術(shù)，具有出色的性能特點(diǎn)，并易于與低速和全速USB兼容的外設(shè)設(shè)備集成。它提供了檢測(cè)數(shù)據(jù)流方向和控制輸出緩沖器狀態(tài)的機(jī)制。數(shù)據(jù)方向是在逐個(gè)數(shù)據(jù)包的基礎(chǔ)上確定的。它使用基于邊緣檢測(cè)的iCoupler技術(shù)，結(jié)合內(nèi)部邏輯，實(shí)現(xiàn)一個(gè)透明的、易于配置的、面向上游的端口隔離器。隔離一個(gè)面向上游的端口在簡單性、電源管理和穩(wěn)健運(yùn)行方面具有一些優(yōu)勢(shì)。它被廣泛應(yīng)用于USB外設(shè)設(shè)備的隔離、隔離的USB集線器、醫(yī)療應(yīng)用等。

　　輸入數(shù)量，VDD1側(cè)為2

　　輸入數(shù)量，VDD2側(cè)為2

　　最大數(shù)據(jù)速率為12Mbps

　　最大傳播延遲為70ns（在5V時(shí)）

　　最大抖動(dòng)為3ns

　　雙向通信

　　兼容USB 2.0

　　高共模瞬態(tài)抗擾>35kV/μs（典型值）

　　工作溫度:-40°C到+105°C

　　封裝方式為16引腳SOIC-W

　　ADUM4160BRWZ-RL中文參數(shù)

　　ADUM4160BRWZ-RL引腳圖

二、工作原理

ADUM4160BRWZ-RL的工作原理主要基于磁耦合技術(shù)，即利用磁場(chǎng)作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，?shí)現(xiàn)電路之間的電氣隔離。在輸入端，數(shù)字信號(hào)通過內(nèi)部的CMOS電路轉(zhuǎn)換為適合磁耦合的電流信號(hào)，這些電流信號(hào)在空芯變壓器中激發(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)再穿過變壓器間隙，在接收端感應(yīng)出相應(yīng)的電流信號(hào)。接收端的CMOS電路再將感應(yīng)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換回原始的數(shù)字信號(hào)，從而完成信號(hào)的隔離傳輸。

與傳統(tǒng)的光耦隔離器相比，磁耦隔離器具有更快的傳輸速度和更長的傳輸距離，同時(shí)避免了光耦器件對(duì)溫度、濕度等環(huán)境因素的敏感性。此外，ADUM4160BRWZ-RL還結(jié)合了邊沿檢測(cè)的iCoupler技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)邊沿，確保數(shù)據(jù)流的準(zhǔn)確無誤，并提供了易于配置和透明的端口隔離解決方案。

三、特點(diǎn)

1. 優(yōu)異的電氣性能：ADUM4160BRWZ-RL結(jié)合了高速CMOS工藝和單片空芯變壓器技術(shù)，提供了出色的電氣性能，包括低傳播延遲、高共模瞬變抗擾度等。

2. 廣泛的電源適應(yīng)性：該隔離器可以接受3.1V至5.5V的電源電壓，并在內(nèi)部自動(dòng)調(diào)整至合適的信號(hào)電平，從而與VBUS直接相連，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和兼容性。

3. 智能的數(shù)據(jù)流控制：ADUM4160BRWZ-RL能夠檢測(cè)數(shù)據(jù)流向，并控制輸出緩沖的狀態(tài)，確保數(shù)據(jù)在D+/D?線路上的正確傳輸和接收。同時(shí)，它還支持外設(shè)通過上拉電阻控制連接時(shí)序，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4. 高隔離電壓：該隔離器提供了5000Vrms的隔離電壓，有效隔離了電路之間的電氣連接，防止了潛在的電磁干擾和信號(hào)串?dāng)_。

5. 低功耗與掛起模式：ADUM4160BRWZ-RL的空閑電流較低，并支持掛起模式，有助于降低系統(tǒng)的整體功耗，延長電池使用壽命。

6. 完全兼容USB 2.0：該隔離器完全兼容USB 2.0低速和全速數(shù)據(jù)速率，即1.5 Mbps和12 Mbps雙向通信，為USB外設(shè)和隔離式USB集線器等應(yīng)用提供了理想的解決方案。

7. 增強(qiáng)的ESD性能：ADUM4160BRWZ-RL具有3A類接觸式ESD性能，符合ANSI/ESD STM5.1-2007標(biāo)準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)的抗靜電干擾能力。

四、應(yīng)用

ADUM4160BRWZ-RL廣泛應(yīng)用于需要電氣隔離的USB外設(shè)和系統(tǒng)中，包括但不限于：

1. USB外設(shè)隔離：在需要將USB外設(shè)與主機(jī)或其他系統(tǒng)隔離的場(chǎng)合，如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備等，ADUM4160BRWZ-RL提供了可靠的隔離解決方案，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2. 隔離式USB集線器：在構(gòu)建隔離式USB集線器時(shí)，ADUM4160BRWZ-RL可以作為關(guān)鍵組件，實(shí)現(xiàn)各端口之間的電氣隔離，防止信號(hào)串?dāng)_和電磁干擾。

3. 醫(yī)療設(shè)備：在醫(yī)療電子系統(tǒng)中，電氣隔離是確?；颊甙踩闹匾胧┲?。ADUM4160BRWZ-RL的高隔離電壓和低功耗特性使其成為醫(yī)療設(shè)備的理想選擇。

4. 工業(yè)控制：在工業(yè)控制系統(tǒng)中，各種傳感器和執(zhí)行器需要與控制器進(jìn)行通信。ADUM4160BRWZ-RL提供了可靠的隔離通信方案，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

5. 航空航天與國防：在航空航天和國防領(lǐng)域，對(duì)電氣隔離的要求更為嚴(yán)格。ADUM4160BRWZ-RL的高性能和高可靠性使其成為這些領(lǐng)域中的重要組件。

五、參數(shù)

以下是ADUM4160BRWZ-RL的主要技術(shù)參數(shù)：

• 工作電源電壓：3.1V至5.5V

• 隔離電壓：5000Vrms

• 數(shù)據(jù)速率：全速/低速USB（1.5 Mbps至12 Mbps）

• 傳播延遲：典型值約為20ns（具體數(shù)值可能隨溫度和電源電壓變化）

• 共模瞬變抗擾度：高（具體數(shù)值請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)，能夠抵御較大的共模電壓瞬變）

• 電源電流：低功耗設(shè)計(jì)，具體數(shù)值因工作模式（正常模式與掛起模式）而異，通常掛起模式下電流更低

• 工作溫度范圍：-40°C至+85°C（工業(yè)級(jí)溫度范圍），部分型號(hào)可能支持更寬的溫度范圍

• 封裝形式：SOP16，便于PCB布局和焊接

• 引腳配置：包括電源引腳（VCC、GND）、數(shù)據(jù)輸入輸出引腳（D+、D-）、使能/控制引腳（如果有的話）以及可能的故障/狀態(tài)指示引腳

• ESD保護(hù)：符合ANSI/ESD STM5.1-2007標(biāo)準(zhǔn)，提供3A類接觸式ESD保護(hù)

• 熱阻：具體數(shù)值取決于封裝和PCB布局，通常會(huì)在數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出

• 存儲(chǔ)溫度范圍：-65°C至+150°C（通常比工作溫度范圍更寬，以確保長期存儲(chǔ)的穩(wěn)定性）

• 封裝材料：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，無鉛環(huán)保

• 認(rèn)證與合規(guī)性：可能符合UL、VDE、CSA等安全標(biāo)準(zhǔn)，以及CE、FCC等電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)（具體需參考產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)和認(rèn)證信息）

六、設(shè)計(jì)考慮

在使用ADUM4160BRWZ-RL進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵因素：

1. 電源設(shè)計(jì)：確保為隔離器提供穩(wěn)定的電源電壓，并在必要時(shí)添加濾波電路以減少電源噪聲的干擾。

2. 布局與布線：優(yōu)化PCB布局，減少信號(hào)路徑中的寄生電感和電容，避免信號(hào)反射和串?dāng)_。同時(shí)，注意隔離器與其他敏感元件之間的間距，以滿足電氣隔離的要求。

3. 信號(hào)完整性：采用合適的終端電阻和匹配網(wǎng)絡(luò)，確保信號(hào)在傳輸過程中的完整性和穩(wěn)定性。

4. 故障保護(hù)：設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓收蠙z測(cè)和保護(hù)機(jī)制，如過流保護(hù)、過壓保護(hù)等，以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

5. 電磁兼容性：考慮隔離器在系統(tǒng)中的電磁輻射和敏感度問題，采取適當(dāng)?shù)钠帘魏蜑V波措施，確保系統(tǒng)滿足相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。

6. 溫度管理：在溫度較高的環(huán)境中使用時(shí)，注意隔離器的熱性能，確保其在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

七、總結(jié)

ADUM4160BRWZ-RL作為一款高性能的數(shù)字隔離器，以其優(yōu)異的電氣性能、廣泛的電源適應(yīng)性、智能的數(shù)據(jù)流控制以及高隔離電壓等特點(diǎn)，在USB外設(shè)、隔離式USB集線器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制以及航空航天與國防等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。通過合理的設(shè)計(jì)和布局，可以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，ADI提供的豐富技術(shù)資源和支持服務(wù)也為工程師們?cè)谑褂迷摦a(chǎn)品時(shí)提供了有力的保障。