Digitalisolatoren

Digitalisolatoren ist ein Gerät, das digitale Signale zwischen Elementen eines Systems isoliert, ohne dazu Optokoppler zu benötigen. Die Isolierung erfolgt durch die Kombination von CMOS und Lufttransformern in Halbleitertechnik auf einem einzigen Gerät, wodurch sie sehr klein und kostengünstig sind. Digitalisolatoren unterstützen meist mehrere Signalpfadkanäle.

 

Digitalisolatoren verbrauchen sehr wenig Strom (pro Kanal im Milliwattbereich), können relativ schnelle Signale (bis 150 Mbit/s) verbinden und bieten eine relativ hohe elektrische Isolierung (bis 5 kV). Die Isolierung ist wichtig, da die elektrostatische Entladung oder andere Störimpulse versehentlich gekoppelter logischer Schaltungen integrierte Schaltungen beschädigen können. Solche Schäden werden verhindert, indem die Hochspannungsspitze durch Serienschaltung eines Isolators mit dem Signalstromkreis aus der Signalleitung gefiltert wird.

 

Intern filtern Digitalisolatoren ein Eingangssignal (Glitch-Filter), erkennen Signalbegrenzungen und führen die Primärspule eines implementierten Transformators auf das Silizium. Das Signal wird mit der Sekundärspule gekoppelt (Isolierung durch Transformator). Dort wird es detektiert und vom Gerät erneut zu Signalpegeln und Ausgabe dekodiert. Andere Digitalisolator-Technologien nutzen kapazitive Kopplung anstatt Transformatoren mit induktiver Kupplung.

 

Gängige Anwendungen, die Digitalisolatoren erfordern: digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen mit mehreren Kanälen, Isolierung serieller Schnittstellen und Instrumente zur Überwachung digitaler Signale wie beispielsweise Logikanalysatoren. Digitalisolatoren sind AC-gekoppelt, wobei die DC-Komponente eines Signals nicht übermittelt werden kann. Digitalisolatoren erfordern Daten mit Taktkodierung. Diese Taktung kann im Gerät integriert sein (als Teil von Treiber und Empfänger des induktiven oder kapazitativen Isolators), ohne dass dies für den Benutzer sichtbar ist.