在儀器儀表、過程控制、工業(yè)自動化、電機和電源控制以及醫(yī)療保健等應用中，需要將來自各種傳感器的信息傳送到中央控制器中進行處理和分析。系統(tǒng)根據執(zhí)行的分析結果以及用戶輸入進行優(yōu)化。為了保持用戶界面的安全性并防止瞬變從源極耦合，需要電氣隔離。這些系統(tǒng)的例子是需要在惡劣的工業(yè)環(huán)境中運行的精密機械臂，例如需要在除顫期間操作的電弧焊機或患者監(jiān)護儀。

在設計系統(tǒng)時，必須考慮市場需求，尤其需要滿足EMC要求。向歐盟銷售產品時，需要 CE 標志，同樣，向美國銷售產品的要求也需要 FCC 分類。要獲得這些認證，需要在系統(tǒng)上執(zhí)行一套EMC測試并通過。

EMC 可以被認為是一個好鄰居 — 不會發(fā)出太大的噪音，而且在鄰居嘈雜時也能寬容。這可以從圖1中看出，其中EMC可以分為兩個方面：抗擾度和輻射。輻射可進一步分為傳導輻射和輻射發(fā)射，而抗擾度可分為傳導抗擾度、輻射抗擾度、瞬態(tài)抗擾度和容錯。

圖1.電磁兼容類別。

存在不同類別的系統(tǒng)標準，需要符合性才能實現(xiàn)CE標志或FCC分類，如圖2所示。在工業(yè)和醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)境中，傳導和輻射發(fā)射通常必須符合 EN55011、EN55022 或 FCC 第 15 部分。傳導抗擾度必須符合IEC61000-4-6，輻射抗擾度必須符合IEC61000-4-3。瞬變可分為三類：標準 IEC61000-4-2 的 ESD（靜電放電）、標準 IEC61000-4-4 的 EFT（電快速瞬變）和標準 IEC61000-4-5 的浪涌。

圖2.EMC 類別和標準。

建筑內安全解決方案領域的另一個重大進步是從有線到無線接口的大規(guī)模轉變，不僅在單個傳感器節(jié)點和控制面板之間，而且從整個系統(tǒng)部署到其相關的遠程監(jiān)控站或運營中心。幾十年來，傳感器到面板的連接都是使用低壓串行布線進行的，最常見的是許多其他樓宇控制應用中常見的RS-485類型。這種硬連線接口需要大量的工作和不斷增加的系統(tǒng)安裝成本。隨著超低功耗和短距離無線技術的出現(xiàn)，許多制造商已擴展其硬件系統(tǒng)產品組合，以包括無線系統(tǒng)版本，從而實現(xiàn)更簡單、更容易的初始部署。這種轉變反過來又減少了實施時間和成本，并通過允許合理的改造安裝而不是像過去那樣繼續(xù)由新建筑銷售推動市場，從而開辟了更大的市場規(guī)模。此外，在后端連接領域，入侵檢測系統(tǒng)市場曾經專門與遠程監(jiān)控站或運營中心的電話線或POTS連接保持一致，現(xiàn)在已經發(fā)展到利用Wi-Fi/網關Internet鏈接以及地面移動電話網絡連接，擴大了部署選項的競爭環(huán)境，同時也消除了入侵檢測系統(tǒng)對固定電話連接的硬要求。 裝置。

在系統(tǒng)設計完成后遇到EMC問題可能非常難以解決，因為可用于解決EMC的技術隨著設計進度的深入而減少。在項目開始時針對 EMC 進行設計對于最大限度地減少在電路板迭代上花費的時間至關重要，并將減少設計時間和項目成本。

使用數字隔離器可以非常有效地處理EMC瞬態(tài)威脅，因為電流隔離柵允許數據流，但會阻止電流流動。同時，數字隔離器應遵守良鄰規(guī)則，不誘導噪聲擾亂其相鄰組件。電流隔離可以在隔離柵上使用不同的耦合元件來實現(xiàn)。傳統(tǒng)上，使用光學方法，但已被證明是耗電的，并且由于發(fā)光源，它們的使用壽命有限。數字隔離器可以使用電感或電容耦合方法與聚酰亞胺和SiO等絕緣材料來實現(xiàn)2并具有更長的使用壽命和更低的功耗。

ADI公司新系列開/關鍵控i耦合器數字隔離器ADuM1xx和ADuM2xx跨隔離柵實現(xiàn)電感耦合，并已被證明能夠抵御大型瞬態(tài)威脅。它們還能夠通過所需的輻射發(fā)射標準，同時以高數據速率運行。新系列數字隔離器產品的一些特點是：

抗浪涌瞬變能力高達 16 kV pk 基本值

共模瞬態(tài)抗擾度為 100 kV/μs

耐壓為 5 kV rms，工作電壓為 600 V rms

高達 150 Mbps 的高數據速率吞吐量

極低的傳播延遲，最大 13 ns

1.7 V 至 5.5 V 的寬電源工作范圍

審核編輯：郭婷