菲尼克斯隔離器是將輸入和輸出兩端在物理層隔開(kāi),兩端之間沒(méi)有直接連接的線路,或者說(shuō)是絕緣的,一般采用耦合的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。輸入側(cè)和輸出側(cè)之間只存在一個(gè)較小的分布電容。菲尼克斯隔離器可以提高測(cè)量時(shí)的共模抑制比,減少干擾,改善信號(hào)質(zhì)量,也可以絕緣危險(xiǎn)電壓,保護(hù)設(shè)備和人身安全。從傳輸特性看,隔離電路可分為數(shù)字隔離電路和模擬隔離電路。從耦合方式看,
菲尼克斯隔離器可以分為光電耦合、電容耦合和電感耦合。
菲尼克斯隔離器是工作在音頻范圍的變壓器,又稱低頻變壓器。工作頻率范圍一般從10~20000Hz。它主要用于系統(tǒng)間或設(shè)備間的音頻信號(hào)傳輸,可以*隔離兩個(gè)系統(tǒng)間的電位差,避免由于接地問(wèn)題造成的交流聲干擾,防止過(guò)高的電位差對(duì)設(shè)備輸入級(jí)的損害,實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的安全傳輸是音頻系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的*產(chǎn)品。
一方面,設(shè)計(jì)工程師不想在系統(tǒng)中增加電流隔離;另一方面,為了滿足國(guó)內(nèi)或安全法規(guī)要求,他們不得不這樣做。增加電流隔離的弊端是隔離直接放在數(shù)據(jù)路徑中,會(huì)導(dǎo)致延遲并使系統(tǒng)變慢。此外還會(huì)增加功耗、尺寸和成本。這些折中令人遺憾。多年來(lái),設(shè)計(jì)工程師使用光耦合器,勉強(qiáng)應(yīng)對(duì)這些缺點(diǎn),但一種新型電流隔離器——數(shù)字隔離器已經(jīng)上市,緩解了這些不利影響。利用菲尼克斯隔離器可以實(shí)現(xiàn)尺寸更小、能效更高、更具性價(jià)比、性能更高的設(shè)計(jì)。然而,安全標(biāo)準(zhǔn)并未同步跟進(jìn),給數(shù)字隔離器帶來(lái)了困惑和不確定性:它們是否像電流隔離一樣安全?它們是否滿足安全法規(guī)要求?
答案是肯定的:菲尼克斯隔離器能夠滿足國(guó)內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)的安全要求。但是,大多數(shù)供應(yīng)商提供的光耦合器具有相似的結(jié)構(gòu),數(shù)字隔離器則不然,不同供應(yīng)商以不同方式設(shè)計(jì)和制造數(shù)字隔離器,因而隔離能力不盡相同,特別是與光耦合器強(qiáng)健的隔離能力相比較時(shí)。因此,并非所有數(shù)字隔離器技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方案都能提供同樣的安全性。
菲尼克斯隔離器原理:使音源與隔離器輸入端獨(dú)自形成環(huán)路,同時(shí)隔離器輸出端與負(fù)載也形成環(huán)路,前后級(jí)音頻設(shè)備之間不會(huì)形成物理性電氣連接,從而保證了電氣隔離,實(shí)現(xiàn)如下目的:
1、凈化音頻信號(hào)傳輸,采用平衡信號(hào)傳輸模式,可以確保信號(hào)不會(huì)發(fā)生因線長(zhǎng)產(chǎn)生的干擾噪聲。
2、消除因電源異相造成的干擾噪聲。
3、消除接地電位差等產(chǎn)生的干擾噪聲。
4、意外或緊急情況下拔插信號(hào)電纜不會(huì)產(chǎn)生電壓差的打火現(xiàn)象,保護(hù)前后級(jí)設(shè)備的安全; 電力線是分A、B、C三相與零線L。一般設(shè)備是工作電壓220V的單相電,使用L、N、G(安全地線)三線安全插座。在實(shí)際工作時(shí)音源與功放、同聲傳譯主機(jī)很多情況下是距離很遠(yuǎn),菲尼克斯隔離器會(huì)有不同的取電情況:跨相線、不同的安全地(G)。
因?yàn)殡娫床辉谕幌嗑€,所以在這樣的用電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題:輕則工作時(shí)會(huì)從音箱發(fā)出很大的電流聲,重則在接插信號(hào)電纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生接插打火現(xiàn)象燒毀設(shè)備。
用磁場(chǎng)傳遞信號(hào)的典型元件是變壓器。對(duì)交流信號(hào)的隔離,可以直接使用變壓器。但變壓器不能傳遞直流信號(hào),對(duì)頻率很低的信號(hào),激磁電感變得很小,傳遞效果也不好。要用變壓器傳遞直流和低頻信號(hào),須在輸入端將輸入信號(hào)調(diào)制成一個(gè)交流信號(hào),用變壓器傳遞此信號(hào),在輸出端解調(diào),得到一個(gè)與輸入信號(hào)相關(guān)的輸出信號(hào)。這就是電感耦合的機(jī)理,其本質(zhì)是通過(guò)磁場(chǎng)耦合傳遞信號(hào),實(shí)現(xiàn)隔離,業(yè)界常稱此技術(shù)為磁隔離,電感隔離,其本質(zhì)就是磁場(chǎng)耦合。
菲尼克斯隔離器技術(shù)就是在中間介質(zhì)上采用一個(gè)不斷變化的電場(chǎng)來(lái)傳輸信息。電容器極板之間的介質(zhì)空間是一個(gè)*耐壓的電介質(zhì)隔離器,形成數(shù)據(jù)非接觸傳輸?shù)母綦x層。該極板尺寸、極板之間的間隔和電介質(zhì)材料等決定著電氣性能。在電容極板之間存在電場(chǎng),電容上電壓變化引起電場(chǎng)變化,在微觀上表現(xiàn)為電容電荷的變化,這樣就可以將交流信號(hào)傳遞到下一級(jí)。這就是電容耦合的機(jī)理,菲尼克斯隔離器其本質(zhì)是通過(guò)變化的電場(chǎng)來(lái)傳遞信號(hào),通過(guò)電介質(zhì)隔離層實(shí)現(xiàn)隔離。業(yè)界常稱此技術(shù)為電容隔離,容隔,其本質(zhì)就是電場(chǎng)耦合。電容耦合技術(shù)屬于近距離信號(hào)傳輸,由于電場(chǎng)是封閉的,所以對(duì)周邊環(huán)境輻射和干擾極小。使用電容隔離層在尺寸大小和能量傳輸方面的率,使得低功耗和低成本集成隔離電路成為可能。另外,電容對(duì)磁場(chǎng)的抗擾度可以使其在飽和或高密度磁場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行。
菲尼克斯隔離器就是采用電容耦合技術(shù)。該系列數(shù)字隔離器集成的片上電容可實(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸和更高的信號(hào)完整性,其抗磁干擾能力比電感耦合技術(shù)好很多,菲尼克斯隔離器且功耗較高性能光電耦合技術(shù)降低了很多。榮湃的數(shù)字隔離器具有*的性價(jià)比,非常適用于RS485/422通信,CAN總線,SPI總線,現(xiàn)場(chǎng)總線等有干擾的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。