DESCRIPCIÓN

El LTC6820 proporciona comunicaciones SPI bidireccionales entre dos dispositivos aislados a través de una única conexión de par trenzado. Cada LTC6820 codifica estados lógicos en señales que se transmiten a través de una barrera de aislamiento a otro LTC6820. El LTC6820 receptor descodifica la transmisión y conduce el bus esclavo a los estados lógicos apropiados. La barrera de aislamiento puede puentearse mediante un simple transformador de impulsos para conseguir cientos de voltios de aislamiento.

El LTC6820 controla señales diferenciales utilizando corrientes de origen y de destino adaptadas, lo que elimina la necesidad de una derivación central del transformador y reduce la EMI. Los comparadores de ventana de precisión del receptor detectan las señales diferenciales. Las corrientes de accionamiento y los umbrales del comparador se ajustan mediante un simple divisor de resistencias externo, lo que permite optimizar el sistema para las longitudes de cable necesarias y el rendimiento de señal-ruido deseado.

 

CARACTERÍSTICAS

Cualificación AEC-Q100 para aplicaciones de automoción

Comunicaciones de datos SPI aisladas a 1 Mbps

Aislamiento galvánico sencillo con transformadores estándar

Interfaz bidireccional a través de un único par trenzado

Admite longitudes de cable de hasta 100 metros

Susceptibilidad y emisiones EMI muy bajas

Configurable para alta inmunidad al ruido o baja potencia

Diseñado para sistemas que cumplen la norma ISO26262

No requiere cambios de software en la mayoría de los sistemas SPI

Corriente de reposo ultrabaja, 2µA

Detección automática de despertador

Temperatura de funcionamiento: -40°C a 125°C

Fuente de alimentación de 2,7 V a 5,5 V

Interfaces para toda la lógica de 1,7 V a 5,5 V

Disponible en encapsulados QFN y MSOP de 16 terminales

 

APLICACIONES

Redes industriales

Sistemas de control de baterías

Sensores remotos

 

OPERACIÓN

El LTC6820 crea una interfaz de puerto serie bidireccional aislada (isoSPI) a través de un único par trenzado de cables, con mayor seguridad e inmunidad al ruido que una interfaz no aislada. Mediante transformadores, el LTC6820 traduce las señales SPI estándar (CS, SCK, MOSI y MISO) en pulsos que pueden enviarse de un lado a otro en cables de par trenzado.

Un sistema típico utiliza dos dispositivos LTC6820. El primero se empareja con un microcontrolador u otro maestro SPI. Sus pines transmisor/receptor IP e IM están conectados a través de una barrera de aislamiento a un segundo LTC6820 que reproduce las señales SPI para su uso por uno o más dispositivos esclavos.

El transmisor es un excitador diferencial regulado por corriente. La amplitud de la tensión viene determinada por la corriente de excitación y la carga resistiva equivalente (impedancia característica del cable y resistencia de terminación, RM).

 

OPERACIÓN

En el otro lado de la barrera de aislamiento (es decir, el otro extremo del cable) otro LTC6820 está configurado para interactuar con un esclavo SPI. Recibe los pulsos transmitidos y reconstruye las señales SPI en su puerto de salida. Además, el dispositivo esclavo puede transmitir un pulso de datos de retorno al maestro para establecer el estado de MISO.

Un LTC6820 esclavo nunca transmite pulsos largos (CS). Además, un esclavo sólo transmitirá un pulso corto -1 (cuando MISO = 0), nunca un pulso +1. Esto permite múltiples dispositivos esclavos en un solo cable sin riesgo de colisiones.

Ajuste de la fase y polaridad del reloj (PHA y POL)

Los dispositivos SPI suelen utilizar un flanco de reloj para enclavar los datos y el otro flanco para desplazarlos. De este modo se evitan los problemas de sincronización asociados a la desviación del reloj. No existe ninguna norma que especifique si el cambio o el enganche se produce en primer lugar. Tampoco es necesario que los datos se enganchen en un flanco de reloj ascendente o descendente, aunque lo más habitual es que se enganchen en el flanco ascendente. El LTC6820 admite los cuatro modos de funcionamiento SPI, según lo configurado por los pines PHA y POL.

Interacción y calendario de isoSPI

Un dispositivo SPI maestro inicia la comunicación bajando CS. El LTC6820 convierte esta transición en un impulso Long -1 en sus pines IP/IM. El impulso atraviesa la barrera de aislamiento (con un retardo de cable asociado) y llega a los pines IP/IM del LTC6820 esclavo. Una vez validado, el pulso Long -1 se convierte de nuevo en una transición CS descendente, esta vez suministrada al dispositivo SPI esclavo. Si el esclavo PHA = 1, SCK también dejará el estado inactivo en este momento.

Antes de que el dispositivo SPI maestro suministre el primer flanco de reloj de enganche, el LTC6820 esclavo debe transmitir el bit de datos SN esclavo inicial, que determina muestreando el estado de MISO tras un retardo adecuado.