基于数字隔离器的单线通信解决方案
荣湃数字隔离器
数字隔离器有单通道数字隔离器和多通道数字隔离器，其中多通道数字隔离器又有单向和双向之分，如荣湃的π120m3x和π122m3x分别是单向和双向双通道数字隔离器。在隔离uart通信中,有单线和双线两种模式，其中双线模式采用π122x3x可以实现。其典型应用框图如图1所示。数字隔离器u3的两个通道分别负责两侧mcu数据的收和发。
图1
双线的uart通信电路
对于单线传输模式，基于π122x3x采用图2的方式是否可行？答案是否定的。其主要原因是数据传输过程中会出现锁死，无法正常通信。
图2
单线模式的uart通信电路
part
01
基于数字隔离器
单线通信的锁死机理
如图2所示，假设mcu1和mcu2的初始状态为高电平。数据从左向右传输时，mcu1的da1输出高电平，u3的vob输出高电平，mcu2的da2接收到高电平，同时u3的via为高，u3的voa脚输出高。当mcu1的da1输出从高变低后，u3的vib输入为低，vob输出由高变低；mcu2的da2接收到低电平，同时u3的via为低，u3的voa脚输出为低；当mcu1的da1输出从低变高时,由于voa为低，u3的vib输入保持为低，vob输出保持低；mcu2的da2接收到低电平，同时u3的via也保持低，导致出现数字隔离器低电平锁死，从而通信失效。
图3是的标准数字隔离器的典型框图。可以看到，在数字隔离器的输出端口分别采用的是图腾柱输出型式，其中q1，q2，q3，q4的典型导通阻抗为50ω。低电平锁死的原因主要是数字隔离器voa和vob输出端口的晶体管导通阻抗小，致使mcu1和mcu2的端口在低电平时被强制拉低，从而导致锁死。
图3 π122x3x的典型框图
得益于idivider技术的先进架构，与其他数字隔离产品相比，π1xx数字隔离器在电磁辐射和静态功耗上具有显著的性能优势，这简化了系统设计、降低了成本，同时也减轻了在家电产品设计中，为了符合emc电磁兼容性要求，所带来的设计和成本挑战。π1xx隔离器的电磁辐射与友商产品相比明显降低，从而无需高成本的屏蔽防护措施。
π1xx数字隔离器提供1-6路通道配置，1.5kv，3kv，5kv三种隔离耐压产品可供选择；具有宽温度范围(-40至125°c)内，150kbps(u系列)，10mbps(m系列)，200mbps(e系列)的数据传输率，以及每通道约1.3ma的低功耗水平（仅是光耦功耗的1/5），十分适合用于功耗敏感的系统设计。π1xx系列产品强大的数字隔离架构，能够确保即使在恶劣环境中，例如在高电气噪声，高温，高数据传输速率下，依旧可以保持所传输信号的完整性。
part
02
基于数字隔离器的
单线通信解决方案
根据上述的锁死机理，荣湃创新性提出了的基于标准数字隔离器的单线模式的uart通信解决方案，电路框图如图4。图4在图2的基础上增加了电阻r1和r2，通过选择合适的阻值可以有效的解决单线通信过程中的锁死问题。
图4 改进后的单线uart通信电路
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图1
双线的uart通信电路
对于单线传输模式，基于π122x3x采用图2的方式是否可行？答案是否定的。其主要原因是数据传输过程中会出现锁死，无法正常通信。
图2
单线模式的uart通信电路
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01
基于数字隔离器
单线通信的锁死机理
如图2所示，假设mcu1和mcu2的初始状态为高电平。数据从左向右传输时，mcu1的da1输出高电平，u3的vob输出高电平，mcu2的da2接收到高电平，同时u3的via为高，u3的voa脚输出高。当mcu1的da1输出从高变低后，u3的vib输入为低，vob输出由高变低；mcu2的da2接收到低电平，同时u3的via为低，u3的voa脚输出为低；当mcu1的da1输出从低变高时,由于voa为低，u3的vib输入保持为低，vob输出保持低；mcu2的da2接收到低电平，同时u3的via也保持低，导致出现数字隔离器低电平锁死，从而通信失效。
图3是的标准数字隔离器的典型框图。可以看到，在数字隔离器的输出端口分别采用的是图腾柱输出型式，其中q1，q2，q3，q4的典型导通阻抗为50ω。低电平锁死的原因主要是数字隔离器voa和vob输出端口的晶体管导通阻抗小，致使mcu1和mcu2的端口在低电平时被强制拉低，从而导致锁死。
图3 π122x3x的典型框图
得益于idivider技术的先进架构，与其他数字隔离产品相比，π1xx数字隔离器在电磁辐射和静态功耗上具有显著的性能优势，这简化了系统设计、降低了成本，同时也减轻了在家电产品设计中，为了符合emc电磁兼容性要求，所带来的设计和成本挑战。π1xx隔离器的电磁辐射与友商产品相比明显降低，从而无需高成本的屏蔽防护措施。
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02
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图4 改进后的单线uart通信电路
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