CN113452364A - 一种数字隔离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字隔离器，包括：滤波器，发送电路，接收电路，隔离电容。隔离电容连接于发送电路和接收电路之间，滤波器连接于发送电路与隔离电容之间，发送电路包括至少一个信号调制电路，一个信号调制电路至少与一个滤波器连接。滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，隔直电容的一端与信号调制电路的输出端连接，另一端与补偿电流元件连接，隔直电容与补偿电流元件的公共端与隔离电容连接，补偿电流元件的自由端与电源连接或接地，用于补偿数字隔离器产生共模干扰时信号解调电路产生的共模电流。当数字隔离器受到共模干扰时，滤波器起作用以补偿信号解调电路产生的共模电流，确保信号的正常传输，进而增强数字隔离器的共模抗干扰能力。

Description

一种数字隔离器

技术领域

本发明涉及隔离技术领域，特别是涉及一种数字隔离器。

背景技术

数字隔离器采用的隔离技术是一种保证两个系统间信号正常交互的同时，又能防止系统间产生直流共模电平的串扰或异常交流电流的干扰的技术，数字隔离器广泛运用于医疗、工业以及通讯等领域。随着科技的不断发展，对数字隔离器的性能要求越来越高，其中数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力的强弱成为了评估数字隔离器非常重要的指标。目前，差分电路常被用于改善数字隔离器的共模瞬态干扰。

图1为基于差分结构的数字隔离器结构图。如图1所示，发送电路1中的正端信号调制电路3和负端信号调制电路4分别与隔离电容C_iso1和C_iso2连接，接收电路2包括信号解调电路和差分电路，隔离电容C_iso1和C_iso2分别与信号解调电路的输入端V_{in_p}和V_{in_n}连接，此外，信号解调电路的输入端V_{in_p}和V_{in_n}分别与差分电路中的电阻R1和电阻R2连接构成差分结构。正端信号调制电路3和负端信号调制电路4将输入信号调制成差分信号后经过隔离电容C_iso1和C_iso2传输至信号解调电路的输入端V_{in_p}和V_{in_n}，由于信号解调电路只对差分信号进行放大、解调，对共模干扰信号不敏感，因此当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，接收电路2中的差分电路起作用，降低共模瞬态干扰，则信号解调电路输入端V_{in_p}和V_{in_n}的差分信号V_{in_p}-V_{in_n}受到较小的共模干扰，从而提高整个电路的抗共模瞬态干扰能力。

数字隔离器采用差分结构在一定程度上可以改善共模瞬态干扰，但是差分结构的电路输入共模范围有限，当发生较大共模瞬态干扰时，数字隔离器还是会有通信失效的可能。

由此可见，解决由于共模瞬态干扰导致数字隔离器通信失效的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字隔离器，确保数字隔离器不受共模瞬态干扰的影响以保证信号的正常传输，进而增强数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数字隔离器，包括：滤波器，发送电路，接收电路，隔离电容；

所述隔离电容连接于所述发送电路和所述接收电路之间，所述滤波器连接于所述发送电路与所述隔离电容之间，所述发送电路包括至少一个信号调制电路，一个所述信号调制电路至少与一个所述滤波器连接；

所述滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，所述隔直电容的一端与所述信号调制电路的输出端连接，另一端与所述补偿电流元件连接，所述隔直电容与所述补偿电流元件的公共端与所述隔离电容连接，所述补偿电流元件的自由端与电源连接或接地，用于补偿所述数字隔离器产生共模干扰时所述信号解调电路产生的共模电流。

优选地，所述发送电路包括两个所述信号调制电路，所述两个信号调制电路分别为正端信号调制电路和负端信号调制电路，所述滤波器包括第一滤波器和第二滤波器；

其中，所述正端信号调制电路与所述第一滤波器连接，所述负端信号调制电路与所述第二滤波器连接。

优选地，所述第一滤波器和所述第二滤波器中的补偿电流元件为电阻，分别为第一电阻和第二电阻。

优选地，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相等。

优选地，所述第一滤波器和所述第二滤波器中的隔直电容分别为第一隔直电容与第二隔直电容，且第一隔直电容与第二隔直电容的电容值相等。

优选地，所述隔直电容的电容值由所述信号调制电路输出端的信号决定。

优选地，所述滤波器与所述接收电路间的所述隔离电容数量为两个。

本发明提供的一种数字隔离器，包括：滤波器，发送电路，接收电路，隔离电容。隔离电容连接于发送电路和接收电路之间，滤波器连接于发送电路与隔离电容之间，发送电路包括至少一个信号调制电路，一个信号调制电路至少与一个滤波器连接。滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，隔直电容的一端与信号调制电路的输出端连接，另一端与补偿电流元件连接，隔直电容与补偿电流元件的公共端与隔离电容连接，补偿电流元件的自由端与电源连接或接地，用于补偿数字隔离器产生共模干扰时信号解调电路产生的共模电流。当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，信号解调电路向信号调制电路灌入或吸收共模电流进而影响数字隔离器正常传输差分信号，在数字隔离器差分结构的基础上，本发明在信号解调电路和信号调制电路间增加滤波器，发生共模瞬态干扰时，滤波器起作用以补偿信号解调电路产生的共模电流，确保信号调制电路输出的差分信号不受共模瞬态干扰的影响以保证信号的正常传输，进而增强数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于差分结构的数字隔离器结构图；

图2为数字隔离器信号传输示意图；

图3为图1基于差分结构的数字隔离器信号波形图；

图4为基于滤波器的数字隔离器结构图；

图5为图4基于滤波器的数字隔离器信号波形图；

附图标记如下：1为发送电路，2为接收电路，3为正端信号调制电路，4为负端信号调制电路，5为第一滤波器，6为第二滤波器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种数字隔离器，当数字隔离器受到共模干扰时，数字隔离器中的滤波器起作用，补偿因共模瞬态干扰产生共模电流，避免发生通信失效的可能，增强数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，数字隔离器包括发送电路1，接收电路2以及隔离电容C_iso1和C_iso2，发送电路1中的正端信号调制电路3和负端信号调制电路4分别与隔离电容C_iso1和C_iso2连接，接收电路2包括信号解调电路和由电阻R1和电阻R2构成的差分电路，隔离电容C_iso1和C_iso2分别与信号解调电路的输入端V_{in_p}和V_{in_n}连接，此外，信号解调电路的输入端V_{in_p}和V_{in_n}分别与差分电路中的电阻R1和电阻R2连接构成差分结构。正端信号调制电路3和负端信号调制电路4中的信号输入端IN接收信号后经过信号调制器将信号调制为差分信号，差分信号经隔离电容C_iso1和C_iso2传输至接收电路2。图2为数字隔离器信号传输示意图。参见如2可知，发送电路1的信号输入端IN将输入的低频信号转换为高频信号，并通过隔离电容C_iso1和C_iso2传输给接收电路2，接收电路2将接收到的信号解调回低频信号并经输出端OUT传输给后一级系统。

为了改善数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力，如图1所示，数字隔离器采用差分结构，由于接收电路2中的信号解调电路只对差分信号进行放大、调解，对共模信号不敏感，因此发送电路1将输入的信号调制成差分信号后经过隔离电容传输给接收电路2，数字隔离器的差分结构起作用，降低共模瞬态干扰，则信号解调电路的输入端V_{in_n}和V_{in_p}的差分信号V_{in_p}-V_{in_n}受到较小的共模干扰，从而提高整个电路的抗共模瞬态干扰能力。因此数字隔离器采用差分结构在一定程度上可以改善共模瞬态干扰，但差分结构的电路输入共模范围有限，当共模干扰较大时，数字隔离器还是会有通信失效的可能。

图3为图1基于差分结构的数字隔离器信号波形图。如图3所示，在t1-t2阶段，接收电路2内部的供电电压未发生变化，仍然是VDD2-GND2，但是接收电路2的GND2相对于发送电路1的GND1在△t时间内上升了V_cmti。以正端信号调制电路3为例进行详细描述，当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，隔离电容C_iso1会往发送电路1注入电流I_source＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t，注入的电流I_source会被正端信号调制电路3中的MOS管MP₁和MN₁吸收，进而引起正端信号调制电路3的电源电压LDO_LV电压上升。LDO_LV的电压上升容易引起LDO_LV电压领域下的电路过压，出现数字隔离器的芯片可靠性以及使用寿命的问题，甚至可能导致闩锁效应(Latch-up)或静电过应力(EOS)的问题。此外，LDO_LV的电压上升，会导致正端信号调制电路3信号输出端V_{out_p}和V_{out_n}的信号幅度增加，进而接收电路2输入端V_{in_p}和V_{in_n}的信号幅度增加，接收电路2输入信号的共模电压升高，则接收电路2的检测电路饱和出错。

在t3-t4阶段，与t1-t2阶段相反，同样以正端信号调制电路3为例进行详细描述，因为共模瞬态干扰的影响，发送电路1的GND1在△t时间内下降了V_cmti，导致接收电路2从接收电路2吸收电流I_sink＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t，通常发送电路1的LDO_LV带宽较低，不足以响应共模电压引起的瞬态电流变化，从而导致LDO_LV的电压降低，则电流I_sink会在MOS管MP₁和MN₁产生较大压降，降低正端信号调制电路3的输出端V_{out_p}和V_{out_n}的信号幅度，从而导致接收电路2接收端V_{in_p}和V_{in_n}的信号幅度显著下降。参见图3可知，若正端信号调制电路3的输出端V_{out_p}和V_{out_n}信号幅度显著下降，则接收电路2的输入端V_{in_p}和V_{in_n}差分信号幅度小于信号解调电路的阈值，导致数字隔离器通信失败。

由此可见，数字隔离器采用差分结构，在一定程度上可以改善共模瞬态抗干扰，但差分结构的电路输入共模范围有限，当共模瞬态干扰较强时，不可避免数字隔离器出现通信时效的可能。为了解决该问题，本发明提出一种数字隔离器，在发送电路1和隔离电容间设置至少一个滤波器，当数字隔离器受导共模瞬态干扰时，滤波器起作用以补偿应共模瞬态干扰产生的共模电流。

图4为本发明提供的基于滤波器的数字隔离器结构图。如图4所示，本发明提供的一种数字隔离器，包括：滤波器，发送电路1，接收电路2，隔离电容。发送电路1包括正端信号调制电路3和负端信号调制电路4，接收电路2包括信号解调电路和差分电路，隔离电容连接于发送电路1与接收电路2间，滤波器连接于发送电路1与隔离电容间，其中滤波器包括第一滤波器5和第二滤波器6。需要说明的是，每个信号调制电路至少连接一个滤波器，对于信号调制电路连接滤波器的数量，本发明不作限定。滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，隔直电容的一端与发送电路1的输出端连接，另一端与补偿电流元件连接，隔直电容与补偿电流元件的公共端与隔离电容连接。需要注意的是，补偿电流元件可以是电阻，MOS管，三极管等元件，本发明对此不作限定。此外，补偿电流元件的自由端可以接电源也可以接地，本发明对此不作限定。

如图4所示，补偿电流元件以电阻为例对本发明提供的数字隔离器进行详细描述，隔离电容C_iso1连接于发送电路1与接收电路2间，第一滤波器5连接于正端信号调制电路3与隔离电容C_iso1间，第一滤波器5包括第一隔直电容C_hp1和第一电阻R_cmti1，第一隔直电容C_hp1的一端与正端信号调制电路3输出端V_{out_p}连接，另一端与第一电阻R_cmti1连接，此外，第一隔直电容C_hp1和第一电阻R_cmti1的公共端与隔离电容C_iso1连接，第一电阻R_cmti1的自由端接电源或接地。同样的，隔离电容C_iso2连接于发送电路1与接收电路2间，第二滤波器6连接于负端信号调制电路4与隔离电容C_iso2间，第二滤波器6包括第二隔直电容C_hp2和第二电阻R_cmti2，第二隔直电容C_hp2的一端与负端信号调制电路4输出端V_{out_n}连接，另一端与第二电阻R_cmti2连接，此外，第二隔直电容C_hp2和第二电阻R_cmti2的公共端与隔离电容C_iso2连接，第二电阻R_cmti2的自由端接电源或接地。

当数字隔离受到共模干扰时，第一滤波器5和第二滤波器6起相同的作用，因此以正端信号调制电路3为例进行详细说明，数字隔离器不受共模瞬态干扰时，正端信号调制电路3中的信号解调器将信号转换为差分信号，PMOS管MP₁和NMOS管MN₁交替导通，驱动隔直电容C_hp1将信号耦合到隔离电容C_iso1上。当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，接收电路2向正端信号调制电路3灌入或吸收共模电流，由第一电阻R_cmti1提供所需要的共模电流I_source和I_sink以补偿产生的共模电流，确保信号的正常传输，提高数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

在具体实施中，连接于滤波器与接收电路2间的隔离电容可以是一个或多个，本发明对此不作限定，从信号波动幅度以及耐压程度角度考虑，优选设置两个隔离电容，但是需要说明的是，从稳定性，导电性以及导热性能的角度考虑，两个隔离电容间采用半导体键合线连接。此外，若这两个隔离电容的电容值不同，以及接收电路2中的电阻R1和电阻R2的阻值不同，会破坏数字隔离器的差分结构，增加通信失效的可能，因此隔离电容的电容值设置相同，以及电阻R1和电阻R2的阻值设置相同。

本实施例提供的数字隔离器，包括：滤波器，发送电路，接收电路，隔离电容。隔离电容连接于发送电路和接收电路之间，滤波器连接于发送电路与隔离电容之间，发送电路包括至少一个信号调制电路，一个信号调制电路至少与一个滤波器连接。滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，隔直电容的一端与信号调制电路的输出端连接，另一端与补偿电流元件连接，隔直电容与补偿电流元件的公共端与隔离电容连接，补偿电流元件的自由端与电源连接或接地，用于补偿数字隔离器产生共模干扰时信号解调电路产生的共模电流。当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，信号解调电路向信号调制电路灌入或吸收共模电流进而影响数字隔离器正常传输差分信号，在数字隔离器差分结构的基础上，本发明在信号解调电路和信号调制电路间增加滤波器，发生共模瞬态干扰时，滤波器起作用以补偿信号解调电路产生的共模电流，确保信号调制电路输出的差分信号不受共模瞬态干扰的影响以保证信号的正常传输，进而增强数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

在具体实施例中，发送电路1至少包括一个信号调制电路，考虑到一个信号调制电路对应接收电路2只有一端输入端，因此相对应的接收电路2只有一端输入端采用差分信号，会破坏接收电路2原有的全差分结构，进而导致接收电路2的共模瞬态抗干扰能力下降，因此本发明优选发送电路1设置两个信号调制电路，分别为正端信号调制电路3和负端信号调制电路4，相对应的滤波器的数量也设置为两个，分别为第一滤波器5和第二滤波器6。参见图4，正端信号调制电路3与第一滤波器5连接，负端信号调制电路4与第二滤波器6连接，当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，接收电路2的电压相对发送电路1升高或降低，导致接收电路2通过隔离电容C_iso1和C_iso2向正端信号调制电路3和负端信号调制电路4灌入或吸收共模电流，此时第一滤波器5和第二滤波器6起作用吸收或补偿共模电流以保证差分信号的正常传输，此外接收电路2的信号接收端V_{in_p}和V_{in_n}的差分信号由于差分电路中电阻R1和R2的作用受到的共模干扰很小，因此保证了接收电路2不受共模瞬态干扰的影响。

由此可见，本实施例提供的数字隔离器，设置两个信号解调电路，相应的每个信号解调电路连接一个滤波器，对应的接收电路有两路信号的输入，则接收电路的信号输入端处设置两个差分电路，当发生共模瞬态干扰时，接收电路中的差分电路和滤波器同时起作用，补偿产生的共模电流，保证了发送电路和接收电路都不受共模干扰的影响，进而保证差分信号的正常传输，提高数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

在上述实施例的基础上，从成本的角度考虑，第一滤波器5和第二滤波器6的补偿电流元件设置为电阻，分别为第一电阻R_cmti1和第二电阻R_cmti2。发生共模瞬态干扰时，接收电路2向发送电路1灌入或吸收电流，由第一电阻R_cmti1和第二电阻R_cmti2吸收接收电路2灌入的共模电流或提供接收电路2吸收的共模电流，进而保证发送电路1与接收电路2间的信号正常传输。

本实施例提供的数字隔离器，将滤波器的补偿电流元件设置为电阻，组成最简单的滤波器，节约了成本。当数字隔离器受到干扰时，由滤波器中的电阻提供发送电路所需要的共模电流，进而保证数字隔离器信号的正常传输，提高数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

基于上述实施例，为了保证接收电路接收到的差分信号强度，以及考虑到信号解调电路的信号输入端V_{in_p}和V_{in_n}的信号需要叠加，因此第一电阻R_cmti1和第二电阻R_cmti2的电阻值设置相同。

本实施例提供的数字隔离器，将第一滤波器中的第一电阻R_cmti1与第二滤波器中的第二电阻R_cmti2的电阻值设置相同，可以保证接收电路接收信号的强度的同时，当数字隔离器受到共模干扰时，接收电路的信号接收端V_{in_p}和V_{in_n}的差分信号V_{in_p}-V_{in_n}受到较小的共模干扰，进一步保证信号的正常传输。

在上述实施例的基础上，进一步考虑信号传输的强度，将第一滤波器5中的第一隔直电容C_hp1和第二滤波器6中的第二隔直电容C_hp2的电容值设置相同，此外为了接收到强度高且信号不会衰减的差分信号，第一隔直电容C_hp1和第二隔直电容C_hp2的电容值大小由发送电路1输出端的信号决定。

本实施例提供的数字隔离器，将第一滤波器中的第一隔直电容C_hp1和第二滤波器中的第二隔直电容C_hp2的电容值设置相同，且第一隔直电容C_hp1和第二隔直电容C_hp2的电容值大小由发送电路输出端的信号决定，可以保证接收电路接收的信号强度。此外，当数字隔离器发生共模干扰时，接收电路向灌入共模电流，此时滤波器中的补偿电流元件吸收共模电流，导致补偿电流元件两端产生高直流电压，此时隔直电容起作用，将补偿电流元件两端产生的电压隔离在信号解调电路输出端外，避免了产生的直流电压传输到信号调制电路中，导致传输的差分信号幅度增高进而导致接收端接收的信号幅度增高造成通信失效。若接收电路向吸收共模电流时，补偿电流元件提供接收电路需要的共模电流，避免了发送电路不足以相应共模电压引起的电流变化导致的传输信号幅度下降，进而导致接收端接收的信号幅度下降造成通信失效。

在具体实施例中，发送电路1至少包括一个信号调制电路，每个信号调制电路至少与一个滤波器连接，每个信号调制电路与接收电路2连接形成一条信号传输路径，每条信号路径上至少设置一个隔离电容。基于上述分析，发送电路1包括正端信号调制电路3和负端信号调制电路4形成两条信号传输路径，由于滤波器中的补偿电流元件吸收接收电路2灌入发送电路1的共模电流时，会产生高直流电压，因此在每条路径上设置两个隔离电容。需要说明的是，若隔离电容的电容值设置不同会破坏接收电路2中的全差分结构，增加数字隔离器通信失效的可能，因此隔离电容的电容值设置相同。

本实施例提供的数字隔离器，在每条信号传输路径上设置两个隔离电容，同时隔离电容的电容值设置相同。不会破坏数字隔离器原有的全差分结构，同时保证了传输信号的强度，确保信号的正常传输，进一步增强了数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

图5为图4基于滤波器的数字隔离器信号波形图，为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合图4所示的本实施例提供的数字隔离器结构示意图以及图5所示的基于滤波器的数字隔离器信号波形图作进一步详细描述。

如图4所示，发送电路1包括正端信号调制电路3和负端信号调制电路4，接收电路2包括信号解调电路和由电阻R1和R2构成的差分电路，隔离电容C_iso1和C_iso2连接于发送电路1与接收电路2之间，滤波器包括第一滤波器5和第二滤波器6，第一滤波器5包括第一隔直电容C_hp1和第一电阻R_cmti1，第一隔直电容C_hp1的一端与正端信号解调电路输出端V_{out_p}连接，另一端与第一电阻R_cmti1连接，此外，第一隔直电容C_hp1和第一电阻R_cmti1的公共端与隔离电容C_iso1连接，第一电阻R_cmti1的自由端接电源或接地。需要说明的是，第二滤波器6与第一滤波器5连接方式类似，此处不再赘述。此外，隔直电容C_hp1和隔直电容C_hp2的电容值由发送电路1输出端V_{out_p}和V_{out_n}的信号幅度决定。发送电路1将输入的低频信号调制成高频信号通过隔离电容C_iso1和C_iso2传输给接收电路2，接收电路2将接收的高频信号解调回低频信号后经过输出端口OUT传输给后一级系统。

当数字隔离器不受共模瞬态干扰时，发送电路1正常工作，以正端信号调制电路3为例进行说明，PMOS管MP₁和NMOS管MN₁交替导通，驱动隔直电容C_iso1和将信号耦合到隔离电容C_iso1上，接收电路2将接收到的信号调制为低频信号经输出端口OUT传输给后一级系统。当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，同样以正端信号调制电路3为例进行详细说明，受到共模干扰，发送电路1向接收电路2灌入或吸收电流，由第一电阻R_cmti1提供接收电路2所需要的共模电流I_source和I_sink此以补偿接收电路2灌入或吸收的共模瞬态电流，共模电流需要的直流电压为I_source＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t或I_sink＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t，其中，C_iso1为隔离电容C_iso1的电容值，V_cmti为△t时间内接收电路2的GND2相对于发送电路1的GND1的电压变化值。第一电阻R_cmti1提供接收电路2所需要的共模电流I_source和I_sink后在第一电阻R_cmti1两端产生直流电压V_{out_p_r}，此时隔直电容C_hp1作用以阻隔直流电压V_{out_}p_{_r}影响正端信号调制电路3输出端V_{out_p}输出的差分信号，有效避免了发送电流的输出信号在发生共模瞬态干扰时幅度变化导致数字隔离器通信失效。需要说明的是，负端信号调制电路4与正端信号调制电路3产生效果相同，此处不再赘述。

如图5所示，虚线为基于差分结构的数字隔离器信号波形图，实线为基于滤波器的数字隔离器信号波形图，从图中可知，当数字隔离器发生共模瞬态干扰时，在t1-t2阶段和t3-t4阶段，PMOS管MP₁和NMOS管MN₁的输出波形V_{out_p}和V_{out_n}因隔直电容C_hp1和C_hp2的作用，不受共模瞬态干扰的影响，输出波形与不受共模瞬态干扰时的波形一致。

在t1-t2阶段内，接收电路2因共模瞬态干扰的影响向发送电路1灌入的共模电流为I_source＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t，完全被第一电阻R_cmti1和第二电阻R_cmti2吸收或补偿，在第一电阻R_cmti1上产生的直流电压为V_{out_p_r}＝R_cmti1*I_source，其中R_cmti1为的第一电阻R_cmti1阻值，在第二电阻R_cmti2上产生的直流电压为V_{out_n_r}＝R_cmti2*I_source，其中R_cmti1为的第二电阻R_cmti2阻值，产生的直流电压V_{out_p_r}和V_{out_n_r}与发送电路1正常传输的高频差分信号V_{out_p}和V_{out_n}通过交流耦合的方式叠加到隔离电容C_iso1和C_iso2上。因此，在t1-t2阶段内，接收电路2输入端V_{in_n}和V_{in_p}接收的V_{out_p_r}和V_{out_n_r}的信号幅度，差分值以及高频差分信号V_{out_p}和V_{out_n}均为受到共模干扰的影响，进而显著增强了数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。此外，由于LDO_LV与PMOS管MP₁和NMOS管MN₁不再接收接收电路2灌入的电流，因此LDO_LV的滤波电容可以显著减少，从而节省了数字隔离器的面积，同时PMOS管MP₁和NMOS管MN₁尺寸也可以显著减小，进而显著减小了PMOS管MP₁和NMOS管MN₁开关时的动态功耗以及高频电磁辐射。

在t3-t4阶段，接收电路2因共模瞬态干扰的影响向发送电路1吸收的共模电流为I_sink＝1/2*C_iso1*V_cmti/△t，完全由第一电阻R_cmti1和第二电阻R_cmti2补偿，在第一电阻R_cmti1上产生的直流电压为V_{out_p_r}＝-R_cmti1*I_sink，在第二电阻R_cmti2上产生的直流电压为V_{out_n_r}＝-R_cmti2*I_sink，同样的，接收电路2输入端V_{in_p}和V_{in_n}接收的V_{out_p_r}和V_{out_n_r}的信号幅度，差分值以及高频差分信号V_{out_p}和V_{out_n}均为受到共模干扰的影响，保证了信号的正常传输。

由此可见，本申请实施例提供的数字隔离器，在发生电路与接收电路间增加设置滤波器，当数字隔离器受到共模瞬态干扰时，滤波器将产生的共模电流进行补偿，与正常的信号调制电路传输差分信号的路径分开，并通过交流耦合的方式叠加到隔离电容上，从而避免了因发生共模瞬态干扰有效信号幅度变化导致的通信失效，进而增强了数字隔离器的共模瞬态抗干扰能力。

以上对本发明所提供的一种数字隔离器进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种数字隔离器，其特征在于，包括：滤波器，发送电路，接收电路，隔离电容；

所述隔离电容连接于所述发送电路和所述接收电路之间，所述滤波器连接于所述发送电路与所述隔离电容之间，所述发送电路包括至少一个信号调制电路，一个所述信号调制电路至少与一个所述滤波器连接；

所述滤波器包括隔直电容和补偿电流元件，所述隔直电容的一端与所述信号调制电路的输出端连接，另一端与所述补偿电流元件连接，所述隔直电容与所述补偿电流元件的公共端与所述隔离电容连接，所述补偿电流元件的自由端与电源连接或接地，用于补偿所述数字隔离器产生共模干扰时所述信号解调电路产生的共模电流。

2.根据权利要求1所述的数字隔离器，其特征在于，所述发送电路包括两个所述信号调制电路，所述两个信号调制电路分别为正端信号调制电路和负端信号调制电路，所述滤波器包括第一滤波器和第二滤波器；

其中，所述正端信号调制电路与所述第一滤波器连接，所述负端信号调制电路与所述第二滤波器连接。

3.根据权利要求2所述的数字隔离器，其特征在于，所述第一滤波器和所述第二滤波器中的补偿电流元件为电阻，分别为第一电阻和第二电阻。

4.根据权利要求3所述的数字隔离器，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相等。

5.根据权利要求2所述的数字隔离器，其特征在于，所述第一滤波器和所述第二滤波器中的隔直电容分别为第一隔直电容与第二隔直电容，且第一隔直电容与第二隔直电容的电容值相等。

6.根据权利要求1所述的数字隔离器，其特征在于，所述隔直电容的电容值由所述信号调制电路输出端的信号决定。

7.根据权利要求1所述的数字隔离器，其特征在于，所述滤波器与所述接收电路间的所述隔离电容数量为两个。

Images