Гальваническая изоляция двухпроводного интерфейса

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2019

Minh-Tam Nguyen, Maxim Integrated

EDN

Шинам I2C и SBBus, в отличие от четырехпроводных интерфейсных стандартов SPI, QSPI и Microwire, для передачи данных требуются только два провода, поскольку отправляют и получают их они по одному и тому же проводу. На Рисунке 1 показана схема, обеспечивающая гальваническую изоляцию двухпроводного интерфейса. Небольшой трансформатор и драйвер трансформатора MAX253 или MAX845 (на схеме не показаны) формируют изолированное напряжение 5 В из 5-вольтовой шины питания ведущей стороны системы. Выбор трансформатора и оптопары определяется скоростью передачи данных и напряжением изолирующего барьера в вашем приложении. В схеме на Рисунке 1 используется оптоизолятор 6N138, выпускаемый компанией Toshiba. Предполагается, что задающим устройством в схеме будет микропроцессор или микроконтроллер, поэтому ограничения на выходной ток вывода SDA процессора требуют, чтобы минимальный ток включения оптрона был меньше 3 мА. Но даже при таких условиях, коэффициента передачи тока выбранной оптопары, равного 300%, достаточно для обеспечения правильной работы этой схемы.

Несколько недорогих компонентов образуют изолирующий барьер для двух линий интерфейса передачи данных I2C.
Рисунок 1. Несколько недорогих компонентов образуют изолирующий барьер для двух
линий интерфейса передачи данных I2C.

На ведомой стороне должно находиться устройство, совместимое с I2C, такое как 8-разрядный ЦАП MAX517 или система сбора данных MAX127. Когда шина не используется, уровни сигналов на линиях SDA и SCL на стороне ведущего устройства должны быть высокими. Типичном условием СТАРТ для шины I2C является переход линии SDA из высокого состояния в низкое при сохранении низкого уровня на линии SCL (Рисунок 2). При низком уровне на линии SDA под действием тока, проходящего через резистор R2 и вход оптопары, формируется сигнал порядка 0.4 В (сумма напряжений на выходе оптоизолятора и на диоде Шоттки D2, смещенном в прямом направлении). Подтягивающие резисторы R1, R4 и R6 необходимы для совместимости со стандартом I2C. После того, как ведущий, описанным выше образом, обращается к ведомому, адресуемое ведомое устройство отвечает битом подтверждения (ACK) низкого уровня. Двунаправленная линия SDA позволяет передавать данные в обоих направлениях, тогда как однонаправленная линия SCL должна передавать сигналы лишь от задатчика к ведомому. Передача данных завершается состоянием СТОП, в котором обычно происходит переход линии SDA из низкого состояния в высокое при высоком уровне на линии SCL.

На этом рисунке показана временная диаграмма обмена по шине I2C для цифро-аналогового преобразователя MAX517.
Рисунок 2. На этом рисунке показана временная диаграмма обмена по шине I2C для цифро-аналогового
преобразователя MAX517.

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 701
сейчас смотрят 11
представлено поставщиков 577
загружено
позиций
25 067 862