电路功能与优势:通用串行总线(USB)正迅速成为大部分 PC 外设的标准接口;由于它具有出色的速度、灵活性,并且支持设备热插拔,因而正在取代 RS-232 和并行打印机端口。工业和医疗设备制造商也非常希望使用这种总线,但苦于没有很好的方式来为控制危险电压的机器连接,或者医疗应用中的低泄漏抗除颤连接提供必要的隔离,导致应用推广相当缓慢。
ADuM4160 提供了一种经济简单的方式来实现工业和医疗外设隔离缓冲器,需要解决的挑战包括:直接在 USB D+ 和 D- 线路中隔离,以便使用微处理器中现有的 USB 基础架构;针对不需要外部控制线路的控制数据流实施自动控制方案;提供医用级隔离;支持完整外设达到 USB-IF 认证标准;支持全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)信号速率;支持灵活的电源配置。
图 1 所示的电路隔离了一个支持 USB 接口的外设。由于本电路没有明确定义外设,因此隔离器副边的电源已作为解决方案的一部分提供;如果在外设的 PCB 上构建该电路,则电源可以从外设的离线电源、电池或者 USB 电缆总线电源获得,具体取决于应用需要。这里所示的应用电路是许多医疗和工业应用的典型电路。

图 1 USB 外设隔离器电路
典型应用电路的照片如图 2 所示。ADuM4160 评估板(照片左侧)连接到带 I²C 兼容接口的 4 通道、12/10/8 位 ADC AD7991 的评估板;ADC 评估板充当外设,通过 USB 端口连接到 PC(以便测试和评估 ADC)。这就在 ADuM4160 的 USB 端口与 ADC 评估板之间提供了整体隔离。

图 2 ADuM4160 USB 评估板连接到 AD7991 评估板 USB 端口的照片