ADuM4151/ADuM4152/ADuM4153用于SPI接口的5 Kv专用隔离器技术手册

概述
ADuM4151/[ADuM4152]/[ADuM4153]为5kV rms、7通道SPIsolator ^™^ 数字隔离器，针对隔离式串行外设接口(SPI)进行了优化。(提供3.75kV rms型号)。这些器件基于ADI公司的iCoupler ^®^ 芯片级变压器技术，在CLK、MO/SI、MI/SO和SS SPI总线信号中具有低传播延迟特性，可支持最高17 MHz的SPI时钟速率。 这些通道在工作时具有14 ns传播延迟和1 ns抖动，以针对SPI优化时序。

ADuM4151/ADuM4152/ADuM4153隔离器还以三种不同的通道方向组合额外提供了三个独立的低数据速率隔离通道。 器件以250 kbps数据速率对慢速通道中的数据进行采样和串行化，并在低速通道中伴有最高2.5 μs的抖动。
数据表：*附件：ADuM4151 ADuM4152 ADuM4153用于SPI接口的5 Kv专用隔离器技术手册.pdf

应用

• 工业可编程逻辑控制器(PLC)
• 传感器隔离

特性

• 支持最高17 MHz的SPI时钟速度
• 4个高速、低传播延迟、SPI信号隔离通道
• 三个250 kbps数据通道
• 20引脚SOIC_IC封装，爬电距离为8.3 mm
• 工作温度高达：125°C
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV/µs
• 安全和法规认证
  • UL认证符合UL 1577标准
    • 1分钟5000 V rms，SOIC长封装
  • CSA元件验收通知5A
  • VDE合格证书
    • DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
    • 最大工作绝缘电压(V IORM )：849 V峰值

功能框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

简介

ADuM415/ADuM4152/ADuM4153系列器件旨在优化SPI（串行外设接口）的速度，并提供额外的低速控制通道或状态监测通道。这些隔离器基于差分iCoupler技术，可实现更高的速度和更低的噪声。

高速通道

ADuM415/ADuM4152/ADuM4153有四个高速通道。前三个通道（CLK、MISO、MOSI）的通道指示特定主设备和从设备（从设备A级或B级）之间的连接，在A级中优化以实现低传播延迟，在B级中优化以实现高噪声抗扰度。两个等级之间的差异在于B级中添加了毛刺滤波器，这会使传播延迟增加。B级的最大传播延迟为14ns，支持最高17MHz的标准4线SPI时钟速率。但是，由于B级版本中不存在毛刺滤波器，要确保不存在小于10ns的虚假毛刺。

B级中小于10ns的毛刺可能会导致第二个数据位丢失。这种脉冲条件会在输出上表现为虚假的数据转换，在下一个有效数据沿刷新时得到纠正。建议在噪声环境中使用A级器件。

ADuM415/ADuM4152/ADuM4153的SPI信号路径与引脚命名之间的关系以及引脚功能在表24中有详细说明。

数据路径与SPI模式无关。CLK和MOSI SPI数据路径针对传播延迟和通道间匹配进行了优化。MISO SPI数据路径针对传播延迟进行了优化。器件不同步极性通道，因此，对于数据通道的定时没有约束；SPI接口的时钟线始终有效，并且在未选择从设备时不会三态。这就排除了将多个ADuM415/ADuM4152的MI线一起选择而不添加中继器缓冲器或多路复用器的情况。

SS（从选择条）通常是一个低有效信号。SS可以有许多不同的功能：SPI和SPI类总线。其中许多功能在A级和B级中都有触发；因此，SS路径包含一个毛刺滤波器，可防止短脉冲传播到输出，从而在操作中导致其他错误。MSS信号需要在第一个有效时钟沿之前在B级器件中进行10ns的设置时间，以允许毛刺滤波器增加传播时间。

低速数据通道

低速数据通道作为经济高效的隔离数据路径提供，适用于定时不重要的情况。所有高速数据路径都在给定的器件移位周期内进行时钟同步、分组并跨隔离区移位。高速输入同时在器件的两侧进行采样。高速通道进行直流精度比较，低速数据通过重新排列低速通道上的输入进行传输。然后，数据由适当的内部采样时钟处理，对其进行分组并发送回器件的另一侧进行类似处理。数据包纠正高速通道的定时，低速数据被锁存到输出。

一个自由运行的内部时钟在该双向数据关闭定时上调节。由于数据基于此时钟在离散时间采样，低速通道的传播延迟在0.1μs到2.6μs之间，具体取决于输入数据沿相对于内部采样时钟的变化位置。

图14说明了低速通道的行为以及双向通道之间的关系。

• 点A：当在两个低速数据沿之间采样数据时，沿之间的非常窄的间隙会增加输出时钟的输入。
• 点B：发生在双向通道上的数据沿在采样点进行采样，并同时发送到输出，这使两个通道的输出数据沿同步。
• 点C：小于最低低速脉冲宽度的数据脉冲可能不会传输，因为它们可能不会被采样。

低速数据系统经过精心设计，使得输入上的交错数据转换在输出端要么同步，要么在呈现给输出时被推开。