新型數字電容隔離器提升了高性能標準

　　功能原理

　　圖1顯示了一款數字電容隔離器 (DCI) 的內部結構圖。該隔離器輸入分為兩個差分信號路徑：一條為高數據速率通道(稱作 AC-通道)，另一條為低數據速率通道(稱作 DC-通道)。AC-通道傳輸介于 100 kbps 和 100 Mbps 之間的信號，而DC-通道則涵蓋了從 100 kbps 到 DC 的范圍。

　　高速信號由 AC 通道來處理，信號在通道中首先從單端模式轉換為差分模式，然后被隔離層的電容-電阻網絡差分為許多瞬態。后面的比較器再將這些瞬態轉換為差分脈沖，從而設置和重置一個“或非”門觸發器。相當于原始輸入信號的觸發器輸出饋至判定邏輯 (DCL) 和輸出多路復用器。DCL 包括一個看門狗定時器，該定時器用于測量信號轉換之間的持續時間。如果兩個連續轉換之間的持續時間超出定時窗口(如低頻信號的情況下)，則 DCL 則指示輸出多路復用器從 AC-通道切換到 DC-通道。

　　由于低頻信號要求大容量電容器，而這種電容器使片上集成變得很困難，因此DC-通道的輸入要有脈寬調制器 (PWM)。該調制器利用一個內部振蕩器 (OSC) 的高頻載波對低頻輸入信號進行調制。在 AC-通道中對調制后信號的處理過程與高頻信號相同。然而，在向輸出多路復用器提交該信號以前，需通過一個最終低通濾波器 (LPF) 濾除高頻 PWM 載波，以恢復原始、低頻輸入信號。

　　相比其他隔離器技術，電容隔離器的一個主要優點是其 DC-通道在上電和信號丟失 (LOS) 事件期間隔離器輸出端擁有正確的輸入極性。缺少這些特性的其他隔離器技術通常會在上電期間出現輸出突波，或者在信號丟失以前一直保持在最后一個輸入極性。