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來(lái)源：Digi-Key 作者：Jacob Beningo 我曾經(jīng)不止一次不幸地遇到原型電路故障。這相當普遍，但有幾次我把昂貴的測試設備連接到原型電路上后冒出了恐怖的白煙。顯而易見(jiàn)，在測試不成熟的電路時(shí)我們需要做好工具和測試設備的保護，最佳之法就是使用隔離。 第一次我遇到設備損毀問(wèn)題時(shí)，我所監測的系統出了很大的問(wèn)題，電路中的電壓或電流太大，通過(guò)我的 USB-USART 轉換器，進(jìn)入到我電腦的 USB 端口，損壞了我的電腦。電腦損壞不得不讓我停下來(lái)問(wèn)自己：“我該如何保護我的電腦？” 對于 USART，解決方法很簡(jiǎn)單，也不貴。我曾經(jīng)使用過(guò) SparkFun 的分線(xiàn)板，它與 DEV-09873 USB 橋接器模塊類(lèi)似，我需要做的就是在嵌入式系統的 Tx/Rx 線(xiàn)路和 USB 橋接器之間裝一個(gè) STMicroelectronics STISO621WTR 雙通道數字隔離器（圖 1）�；ㄙM不到 20 美元，包括一些連接器和原型板，經(jīng)過(guò) 10 分鐘焊接，你可以拯救價(jià)值數千美元的設備了。 
圖 1：STMicroelectronics STISO621WTR 雙通道數字隔離器能夠保護兩個(gè)單向通信通道和所連接的設備。（圖片來(lái)源：STMicroelectronics） STISO621WTR 的亮點(diǎn)在于其已經(jīng)進(jìn)行了配置，能夠自動(dòng)保護 USART。圖 1 展示了如何設置兩個(gè)通道進(jìn)行相向兩個(gè)方向的通信，從而簡(jiǎn)化布局和接線(xiàn)問(wèn)題。該隔離器提供了 6 千伏 (kV) 的電隔離能力以及超過(guò) 50 kV 每秒 (kV/μs) 的通用模式瞬態(tài)保護。另外該隔離器還能處理最高每秒 100 兆位 (Mbits/s) 的數據速率，意味著(zhù)該器件可用于高速應用。 另一個(gè)我經(jīng)常發(fā)現可使用某種附加隔離的領(lǐng)域是邏輯分析儀的輸入端。邏輯分析儀價(jià)格昂貴，從數百美元到數千美元不等，很多時(shí)候其輸入端沒(méi)有進(jìn)行很好的隔離。不幸的是，我曾經(jīng)損壞過(guò)一臺邏輯分析儀，因電路輸入保護只做到 10 V，在一個(gè)昏昏沉沉早上我意外將其連接到一個(gè) 12 V 的信號上。這次燒的不是儀器而是我的錢(qián)包，因為不得不花錢(qián)更換零件。 同樣通過(guò)使用數字隔離，開(kāi)發(fā)人員可以很輕松地保護邏輯分析儀。為了保護測試設備，通常有一點(diǎn)小不便，就是隔離器需要外部電源。這通常需要從測試電路或另一個(gè)電源接一些外部跳線(xiàn)，以同時(shí)為隔離器兩側進(jìn)行供電。對于通信接口來(lái)說(shuō)也需要這樣做，但一般不用管電源和接地。 我曾經(jīng)用來(lái)保護測試設備的一個(gè)隔離器是 Texas Instruments 的 ISOW7844DWE 四通道通用數字隔離器（圖 2）。該隔離器可以支持最高 100 Mb/s 的數據速度，如果你要連接到測試設備，這個(gè)速率就很重要。在一個(gè) 10 Mb/s 的邏輯分析儀前端放一個(gè) 2 Mb/s 的數字隔離器其實(shí)沒(méi)什么意義。這就引出另一個(gè)重要的問(wèn)題，如果你計劃給測試設備加隔離，就要確保不要反過(guò)來(lái)影響計量系統：這可能引起新的偽影或問(wèn)題，因此要小心處理。
圖 2：數據速率對用于保護儀表的數字隔離器來(lái)說(shuō)很重要，ISOW7844DWE 可支持最高 100Mb/s 的數據速率。（圖片來(lái)源：Texas Instruments） 幾乎每一個(gè)我們能想到的應用都有足夠多的數字隔離器可供選擇，找一個(gè)適合的隔離器相當簡(jiǎn)單。當考慮設備保護時(shí)，我通常會(huì )參考隔離器的封裝尺寸，以確保能找到合適的分線(xiàn)板，從而快速打造一個(gè)原型方案。在保護邏輯分析儀方面，某些情況下，我會(huì )搞得較復雜一些，自己做一塊隔離板。 結語(yǔ) 測試設備和工具通常是昂貴而重要的資產(chǎn)。許多開(kāi)發(fā)人員只有一臺這樣的設備，意味著(zhù)需要考慮最壞情況下的墨菲法則對我們的測試設備造成的破壞。所以不要像我：一定要使用數字隔離。只需小心隔離，不要影響計量系統本身。一旦保護措施到位，你便可高枕無(wú)憂(yōu)：電路故障或注意力不集中對你設備的傷害就是大大降低。 |
