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技术文章 MS-2340 . 利用数字隔离器简化设计并确 简介 设计隔离测量仪器颇具挑战性，有时甚至会令人沮丧不 保系统可靠性 已。隔离前端可以保护用户免受测量系统中可能存在的 致命电压的伤害，同时允许工程师在高共模电压下进行 内容提要 精确的测量。图1所示为此类测量的一个典型示例。在 高压燃料电池或电池组中，了解单个电池的电压有助于 工业环境中使用的测量器件往往需要进行隔离以确保 用户和系统安全，同时也是为了保证在高共模电压下 确保系统的安全运行，同时可以最大限度地延长电池寿 获得准确的测量结果。数字隔离器为光耦合器一类的 命。在确定单个电池的电压时，我们必须在高达数百伏 较老技术提供了一种可靠、易用的替代方案。利用数 特的共模电压下进行测量。在用热电偶测量载流导体的 字隔离器，工程师们可以优化隔离系统设计，以降低 温度时，会出现类似的情况。在本例中，系统必须具备 功耗、保证系统性能，同时无需借助额外的设计裕量 测量毫伏级信号分辨率的能力，同时抑制高电平的60 Hz 来补偿缺失或不完整的器件规格。 共模噪声，并保护操作员不受任何危险电压的伤害。 最初人们用隔离放大器来解决这个问题，但随着测量带 宽和分辨率的增长，这种解决方案已经过时。现在，执 行此类测量的最精确、最经济、最高效技术是隔离整个 测量前端(包括模数转换器(ADC))，并对系统其余部分 实施隔离串行链路，如图1所示。该链路可以是一个局 部总线(如SPI)，也可以是工业协议(如RS-485)，用以将 测量数据长距离传输至控制器单元。 图1. 用隔离前端测量高压电池组中单个电池的电压