数字隔离器数据表为什么不使用MHz?

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在看数字隔离器数据表时,我对使用“Mbps”单位感到困惑。为什么不使用MHz?

数字隔离器和光耦合器在两个电路之间传递信息,同时保持电流隔离(防止电路之间的电流流动)。传递的信息是由逻辑电平表示的数字状态。逻辑电平的变化发生在信号从低到高或从高到低的转换中。转换后的每个状态都是数字位。转换可能会或可能不会定期发生。

相反,诸如正弦波或方波的连续可变信号在状态之间具有规则的转换。在占空比为50%的情况下,信号在每个状态下花费的时间从一个周期到下一个周期是相等且恒定的。信号改变状态的频率通常以每秒周期数或赫兹(简写为Hz)表示。

由于通过数字隔离器传送的数字数据不一定是连续信号,因此使用“每秒位数”单位。但是,要记住一个重要的区别。连续信号(以Hz为单位)每个周期更改两次状态。这意味着1 MHz的50%占空比方波将以2 Mbps的速率向数字隔离器提供数据。换句话说,数字隔离器的吞吐率必须是其可支持的最大持续信号频率的两倍。

让我们考虑一个例子来将这一点引入家中:隔离串行外设接口(SPI)。一个隔离的SPI总线通常包括四个信号:串行时钟(SCLK),片选(CS),串行数据(SDI)和串行数据输出(SDO)。输出数据(SDO)锁存在SCLK的一个边沿,而输入数据(SDI)锁存在相反的边沿。这里可以设置混淆的地方:每个时钟周期锁存一个输入位,因此SPI吞吐量(以Mbps为单位)等于时钟频率(以MHz为单位)。因此,1 MHz SCLK将以1 Mbps传输输入数据,并以1 Mbps输出数据。但SCLK信号也是隔离的,因此数字隔离器的额定值必须为2 Mbps(SCLK在1 MHz时切换)。用户有时会混淆Mbps的SPI数据吞吐量和数字隔离器的所需吞吐量。

作者:大卫卡尔

David Carr是ADI公司数字隔离产品的应用工程经理。他大部分职业生涯都涉及高速模拟和混合信号产品的定义,开发,营销和应用支持。他获得宾厄姆顿大学的电子工程学士学位和硕士学位。戴夫喜欢在新英格兰天气允许时打垒球,在冬季期间喜欢室内排球。他也喜欢远足和划船。

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