本設(shè)計(jì)實(shí)例描述了一種簡(jiǎn)單而有效的方法為連接在I2C總線(xiàn)上的設(shè)備提供光隔離(圖1)。這個(gè)電路改進(jìn)了早期的版本。(參考1)。SDA和SCL處在I2C總線(xiàn)的主區(qū)域。SDA1和SCL1在從設(shè)備區(qū)域??梢院苋菀讓?duì)時(shí)鐘線(xiàn)路進(jìn)行光隔離,因?yàn)樗哂袕闹髟O(shè)備到從設(shè)備的單向性。P溝道MOSFET,Q3為快速光耦合器IC2的LED提供電流,緩沖時(shí)鐘線(xiàn)路。
電隔離的雙向線(xiàn)或能力連接" border="0" height="371" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100810/15e96ad9-8cbd-4fc8-9406-41ffa9ae70c0.jpg" width="344" />
但數(shù)據(jù)線(xiàn)路是雙向的。電路的該部分是對(duì)稱(chēng)的。電阻R6和R7為IC在總線(xiàn)從設(shè)備一側(cè)的上拉電阻,而R3和R1為與位于SDA/SCL一側(cè)平行于主I2C上拉電阻的虛擬上拉電阻。如果SDA和SDA1線(xiàn)都為高電平——也就是說(shuō),I2C設(shè)備沒(méi)有將其電平拉低——Q1將截止,沒(méi)有電流流進(jìn)光耦I(lǐng)C2的發(fā)光二極管,IC2管腳7為高電平,Q2截止,光耦I(lǐng)C1的發(fā)光二極管也截止。
如果有設(shè)備將SDA線(xiàn)驅(qū)動(dòng)為低電平,IC2的發(fā)光二極管關(guān)閉,驅(qū)動(dòng)IC2的7管腳為低電平;然后二極管D2開(kāi)始導(dǎo)通。結(jié)果SDA1線(xiàn)處于低電平——IC2的低輸出電壓加上肖特基勢(shì)壘二極管D2的閾值電壓。在這種情況下,注意到IC1的發(fā)光二極管沒(méi)有導(dǎo)通是十分重要的,因?yàn)樗鼉啥穗妷旱陀陂撝?。這意味著電路沒(méi)有鎖存,一旦SDA線(xiàn)被釋放,它將恢復(fù)。
Q3、PNPBJT(雙載子接面電晶體)和Q1有效地緩沖SDA/SCL兩條線(xiàn),所以當(dāng)連接總線(xiàn)的I?C設(shè)備的集電極開(kāi)路級(jí)和漏極開(kāi)路級(jí)保持線(xiàn)路為低電平時(shí),沒(méi)有額外的電流流入。這個(gè)配置允許光隔離接口重復(fù)拉低電平,提供線(xiàn)或能力。D1和D2使用肖特基勢(shì)壘二極管,而不是普通二極管,為的是減少總線(xiàn)上低電平電壓,改進(jìn)噪聲容限。最后,由于本設(shè)計(jì)使用Fairchild半導(dǎo)體公司的HCPL06XX設(shè)備具有低傳播延時(shí)的特征,接口沒(méi)有總線(xiàn)誤操作問(wèn)題,能夠以400kHz或更高的速度良好工作(參考2)。