I2C 接口具有电流隔离、线或功能、改进的噪声容限
出处:维库电子市场网 发布于:2023-03-24 17:24:51
此设计理念描述了一种简单有效的方法,可为连接在 I2C 总线上的设备提供光隔离(图 1 )。它改进了早期版本(参考 1)。SDA 和 SCL 位于 I2C 总线的总线主机侧;SDA 1 和 SCL 1 在从设备端。光隔离时钟线相当容易,因为它是单向的,从主设备到从设备。P 沟道 MOSFET Q 3为快速光耦合器 IC 2的 LED 提供电流,缓冲时钟线。
图 1 该电路提供从设备到 I2C 总线主设备的隔离、双向、线或连接。
然而,数据线是双向的。这部分电路是对称的。电阻器 R 6 和 R 7 是总线从设备侧的 I2C 上拉电阻器,R 3和 R 1 是与 SDA/SCL 侧的主 I2C 上拉电阻器并联的虚拟上拉电阻器。如果 SDA 和 SDA 1 线都为高电平——也就是说,没有 I2C 设备将它们拉低——Q 1 关闭,没有电流流入光耦合器 IC 2的 LED ,IC 2的引脚 7 为高电平,Q 2 关闭,光耦IC 1的LED 也熄灭。
如果设备将 SDA 线驱动为低电平,Q 1和 IC 2 的 LED 将关闭,将 IC 2的引脚 7 驱动为低电平;二极管D 2 然后开始导通。结果是 SDA 1线上的低电平 ——IC 2的低输出电压加上肖特基势垒二极管 D 2 的阈值电压。在这种情况下,重要的是要注意 IC 1的 LED 没有打开,因为施加在它上面的电压低于它的阈值。这种情况意味着电路没有闩锁,一旦释放 SDA 线,它就可以从这种状态恢复。
Q 3 和 PNP BJT(双极结型晶体管)Q 1有效地缓冲了两条 SDA/SCL 线,因此当它们连接到总线时,没有额外的电流流入连接到总线的 I2C 设备的集电极开路和漏极级按住线。此配置允许光隔离接口反复拉低,提供线或功能。为 D 1 和 D 2使用肖特基势垒二极管 而不是普通二极管可以降低总线上的低电平电压,从而提高噪声容限。
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