ADI新型数字隔离器提供简单高速的SPI信号隔离方案

ADI公司最近针对SPI通信系统推出了全新的数字隔离器系列ADuM315x，该产品以屡获奖项的iCoupler数字隔离器技术为基础，为系统设计师提供了一种简单的高速SPI信号隔离方案，同时在单个封装中集成了通常所需的低速的状态和控制信号。

在工业现场的数据采集中，复杂的现场情况会给各个节点之间带来很高的共模电压，造成SPI接口无法正常工作，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。因此，对SPI总线各个通信节点实行电气隔离就是非常必要的。

传统的解决方案以光耦为核心，需要大量的外围器件，ADuM315x的出现可简化这种局面，只需外加3个器件就能完成整个设计。究其原因，是ADuM315x具有很高的集成度。ADI接口和iCoupler数字隔离器应用工程师叶健介绍说：“该系列采用了片上变压器，可以使用CMOS工艺，这样就可以集成电阻、二极管等器件，而光耦中的光敏三极管是与CMOS工艺不兼容的，因此ADuM315x系列就可以节省很多外部器件。”

ADuM315x系列具备低传播延迟与低抖动的CLK、MO-SI、MI-SO和SS通道，支持高达40MHz的SPI时钟速率。若选择ADI 12、16和18位高精密度A/D转换器，全新的数字隔离器也可支持其最大取样率。其中，ADuM3150支持器件主机侧的延迟输出时钟，可搭配主机上的额外通用端口以支持最高40MHz的时钟速率；ADuM3151、ADuM3152和ADuM3153提供采用不同配置的4个高速通道和3个额外的独立、低数据速率通道；ADuM3154数字隔离器提供从机选择多路复用系统，用一个隔离器最多可以维护4个从机器件。

ADuM315x系列的另一个优势在于能在高速率下保持低延时，“数字隔离器的一个缺点就是延时比较严重，但ADuM315x通过增加一个延时的 SCLK信号，就是让MCU多一个引脚，从而使得回来的数据也能对上对应的时钟”，叶健表示，“此外，产品在出厂时就做了校正，客户拿到产品后就可以直接使用了。

ADI在非光隔离器市场中的份额是最大的，因为其最早开发出数字隔离器。ADI高级模拟设计工程师赵天挺说，“从01年到2013年我们一共卖了10亿的通道，但是从没出现因一个通道隔离带击穿而退回的情况，ADI在隔离方面不停地创新，推出了很多业界没有过的产品。”举例来说，ADI能推出媲美光耦隔离强度产品，就是材料工艺上进行了创新。“ADI在片上的变压器中使用了20μm厚的聚酰亚胺隔离材料，能实现大概8kV每分钟的隔离强度，而通常的应用要求是5kV每分钟”，叶健补充到。

客户在设计产品时，都希望能顺利通过各种安规认证。ADI也考虑到了这点，叶健介绍，“比如，该系列产品通过了CQC（资源型）认证，作为关键元件，它的通过就能简化客户认证的时间和流程，使设计验证流程大为缩短。”

ADI的数字隔离产品在未来还有很大的提升空间，通过诸如增加聚酰亚胺隔离材料的厚度，架构方面进行优化等，具有更高隔离度、更低时延、更多适用方向的产品还会不断涌现。