采集交流小信号为何多用陶瓷隔离而不选用交流光耦

在采集交流小信号时，陶瓷隔离器相较于交流光耦展现出了更多的优势，使其成为更受青睐的选择。以下是详细探讨陶瓷隔离器在采集交流小信号时的优势以及为何它们比交流光耦更为合适。

#### 1. 高抗干扰性

陶瓷隔离器因其材料特性，在高频和高电压环境下展现出强大的抗干扰能力。这对于工业自动化、交流电源控制和信号隔离等场景尤为重要。陶瓷隔离器的高抗干扰性使其在复杂的电磁环境中保持信号的完整性和稳定性。

#### 2. 宽广的工作电压范围

陶瓷隔离器不受信号极性限制，能在更宽的电压范围内稳定工作。这一点对于需要适应不同电压水平的交流小信号采集至关重要，确保了在不同工作条件下的可靠性和稳定性。

#### 3. 高速响应特性

陶瓷隔离器具备出色的高速响应特性，其快速的响应速度和高效的数据传输能力使其在高速数据采集应用中表现优异。这一点对于需要快速响应的交流小信号采集系统尤为重要。

#### 4. 低功耗

陶瓷隔离器在运行时功耗更低，特别适用于电池供电或能量有限的应用。在需要长时间运行且能源受限的环境中，低功耗的陶瓷隔离器可以减少能源消耗，延长设备的使用寿命。

#### 5. 高精度信号传输

在直流信号传输中，陶瓷隔离器能保持高信号精度和稳定性，减少失真和噪声干扰。对于交流小信号的采集，精度是关键，陶瓷隔离器的这一特性使其成为理想的选择。

#### 6. 共模瞬变抗扰度(CMTI)

陶瓷隔离器具有超过100 kV/µs的共模瞬变抗扰度，这意味着它们能够有效抑制快速且强大的瞬变干扰。在采集交流小信号时，这一特性对于保持信号的完整性和准确性至关重要。

#### 7. 高速数据传输

陶瓷隔离器支持高达50 Mbits/s的高速数据传输，这对于需要处理大量数据的采集系统来说是一个显著的优势。高速数据传输能力确保了系统能够及时响应并处理采集到的信号。

#### 8. 可靠性和安全性

陶瓷隔离器采用厚陶瓷基板生产，绝缘屏障厚度超过0.5mm，额定外部爬电距离和间隙距离为8mm，达到光隔离技术的安全可靠性水平。这种高级别的绝缘和抗噪声能力为采集系统提供了额外的安全保障。

#### 9. 环境适应性

陶瓷隔离器具有高机械强度、热稳定性和耐化学性等材料特性，使其成为承受极端工作条件的理想选择。无论是高温、腐蚀环境还是机械应力，陶瓷隔离器都能保持其完整性和功能性，确保长期性能和可靠性。

#### 10. 气密性和密封性

在需要气密和电气隔离的应用中，陶瓷隔离器可有效阻挡外部影响，形成可靠的密封，防止泄漏并保持封闭环境的完整性。这对于航空航天、电气和医疗设备等行业尤其重要。

陶瓷隔离器在高电压环境下保证信号传输稳定性的关键因素可以从以下几个方面进行详细说明：

### 1. 高电气绝缘强度

陶瓷材料本身具有很高的电器绝缘强度，大于2kV。这意味着陶瓷隔离器能够在高电压环境下提供出色的隔离效果，防止电流直接通过，从而保护电路不受损害。

### 2. 抗腐蚀与耐化学性

陶瓷隔离器具有抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和震动的优点，在恶劣环境下也能保持性能稳定。这种特性使得陶瓷隔离器即使在高电压和化学腐蚀环境中也能保持信号传输的稳定性。

### 3. 热稳定性

陶瓷材料拥有良好的热稳定性，工作温度范围可达-40℃~125℃。这种宽温度范围的稳定性确保了在不同温度条件下陶瓷隔离器都能维持其隔离性能，从而保证了信号传输的稳定性。

### 4. 低传播延迟和高CMTI

陶瓷隔离器具有低传播延迟，可以在超过150Mbps的速率下传输数据，并且与光耦合器相比消耗更少的偏置电流。此外，高性能隔离器的共模瞬变抗扰度(CMTI)额定值很容易达到100V/ns，许多CMTI测试的结果都超过200V/ns。这些特性有助于在高dV/dt环境中保持信号完整性，减少脉冲抖动、失真、运行不稳定或丢失脉冲信息等问题。

### 5. 多层电容器和多层钝化方法

TI的电容隔离器使用SiO2电介质构建，该电介质具有最高的电介质强度。TI专有的多层电容器和多层钝化方法降低了高电压性能对任何单层的依赖性，从而提高了隔离器的质量和可靠性。此技术支持的工作电压(VIOWM)为2kVRMS，可承受的隔离电压(VISO)为7.5kVRMS，并且具有承受12.8kVPK浪涌电压的能力。

综上所述，陶瓷隔离器在采集交流小信号时展现出了高抗干扰性、宽广的工作电压范围、高速响应特性、低功耗、高精度信号传输、高共模瞬变抗扰度、高速数据传输、高可靠性和安全性以及优秀的环境适应性等优势。这些特性使得陶瓷隔离器成为采集交流小信号的首选方案，相较于交流光耦，陶瓷隔离器能更好地满足这些应用的需求。