【摘 要】
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电隔离是将低压域系统和高压域系统两端在物理层隔开,两端之间没有任何直接相连的通路,信号或能量通过耦合的方式在高压域与低压域之间传输。隔离器被广泛应用于工业控制、汽
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电隔离是将低压域系统和高压域系统两端在物理层隔开,两端之间没有任何直接相连的通路,信号或能量通过耦合的方式在高压域与低压域之间传输。隔离器被广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗电子等各种需要对高压域和低压域进行隔离的场合。本文立足于片上电容隔离传输的架构,采用UMC0.18um标准CMOS工艺,设计了一款具有5kVRMS瞬态过压能力(VIOTM)的4通道高速数字隔离器,最高传输速率可达200Mbps。为了提高抗干扰性能,本芯片发射机(TX)采用开关键控(OOK)调制架构。为了提高芯片上不同通道之间的匹配程度,本芯片的调制端采用了一种阈值电压匹配的高速施密特(Schmitt)触发器用于信号的滤波整形。同时为了提高瞬态共模脉冲抑制(CMTI)的能力,设计了一种基于包络检测的接收机(RX)架构。经过电路设计、版图设计、流片、封装、测试一系列流程,验证了基于该设计的数字隔离器芯片可以达到200Mbps的数据传输速率,8.2ns的典型传输时延,50kV/μs的瞬态共模抑制能力,5kVRMS的瞬时过压能力。上述结果表明,本设计具备完备的功能,符合预期指标。
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