ОПИСАНИЕ

LTC6820 обеспечивает двунаправленную SPI-связь между двумя изолированными устройствами через одно соединение витой пары. Каждый LTC6820 кодирует логические состояния в сигналы, которые передаются через изоляционный барьер на другой LTC6820. Принимающий LTC6820 декодирует сигнал и переводит ведомую шину в соответствующие логические состояния. Изоляционный барьер можно преодолеть с помощью простого импульсного трансформатора для достижения изоляции в сотни вольт.

LTC6820 управляет дифференциальными сигналами, используя согласованные токи источника и стока, что устраняет необходимость в центральном ответвлении трансформатора и снижает уровень электромагнитных помех. Прецизионные оконные компараторы в приемнике определяют дифференциальные сигналы. Токи преобразователей и пороги компараторов устанавливаются простым внешним резисторным делителем, что позволяет оптимизировать систему для требуемой длины кабеля и желаемых характеристик сигнал/шум.

 

ОСОБЕННОСТИ

Квалификация AEC-Q100 для применения в автомобильной промышленности

Изолированная передача данных SPI со скоростью 1 Мбит/с

Простая гальваническая изоляция с помощью стандартных трансформаторов

Двунаправленный интерфейс по одной витой паре

Поддерживает длину кабеля до 100 метров

Очень низкая восприимчивость к электромагнитным помехам и эмиссии

Возможность настройки на высокую помехоустойчивость или низкую мощность

Разработано для систем, соответствующих стандарту ISO26262

Не требует изменения программного обеспечения в большинстве систем SPI

Ультранизкий ток холостого хода, 2 мкА

Автоматическое обнаружение пробуждения

Диапазон рабочих температур: от -40°C до 125°C

Питание от 2,7 В до 5,5 В

Интерфейсы для всех логических схем с напряжением от 1,7 до 5,5 В

Доступны в 16-выводных корпусах QFN и MSOP

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Промышленные сети

Системы мониторинга аккумуляторных батарей

Дистанционные датчики

 

ОПЕРАЦИЯ

LTC6820 создает двунаправленный изолированный интерфейс последовательного порта (isoSPI) по одной витой паре проводов, обеспечивая повышенную безопасность и помехоустойчивость по сравнению с неизолированным интерфейсом. Используя трансформаторы, LTC6820 преобразует стандартные сигналы SPI (CS, SCK, MOSI и MISO) в импульсы, которые можно передавать туда и обратно по витой паре.

В типичной системе используются два устройства LTC6820. Первое из них сопряжено с микроконтроллером или другим SPI-ведущим. Его выводы IP и IM передатчика/приемника подключены через изоляционный барьер ко второму LTC6820, который воспроизводит сигналы SPI для использования одним или несколькими ведомыми устройствами.

Преобразователь представляет собой дифференциальный драйвер с регулировкой тока. Амплитуда напряжения определяется током преобразователя и эквивалентной резистивной нагрузкой (характеристический импеданс кабеля и оконечный резистор, RM).

 

ОПЕРАЦИЯ

По другую сторону изолирующего барьера (т. е. на другом конце кабеля) другой LTC6820 настроен на взаимодействие с ведомым устройством SPI. Он принимает передаваемые импульсы и восстанавливает сигналы SPI на своем выходном порту. Кроме того, ведомое устройство может передавать обратному ведущему импульс данных, чтобы установить состояние MISO.

Ведомый LTC6820 никогда не передает длинные импульсы (CS). Более того, ведомое устройство передаст только короткий импульс -1 (когда MISO = 0), но никогда не передаст импульс +1. Это позволяет использовать несколько ведомых устройств на одном кабеле без риска столкновений.

Установка фазы и полярности синхронизации (PHA и POL)

Устройства SPI часто используют один фронт тактовой частоты для фиксации данных, а другой фронт - для сдвига данных. Это позволяет избежать проблем с синхронизацией, связанных с перекосом тактовых импульсов. Не существует стандарта, определяющего, что происходит первым - сдвиг или фиксация. Также нет требования, чтобы данные фиксировались по нарастающему или спадающему фронту тактового генератора, хотя чаще всего фиксируется нарастающий фронт. LTC6820 поддерживает все четыре режима работы SPI, которые конфигурируются контактами PHA и POL.

Взаимодействие и временные параметры isoSPI

Ведущее SPI-устройство инициирует обмен данными, понижая уровень CS. LTC6820 преобразует этот переход в импульс Long -1 на своих выводах IP/IM. Импульс преодолевает барьер изоляции (с соответствующей задержкой в кабеле) и поступает на выводы IP/IM ведомого LTC6820. После проверки импульс Long -1 снова преобразуется в падающий переход CS, который на этот раз подается на ведомое SPI-устройство. Если PHA ведомого устройства = 1, SCK в это время также выходит из состояния покоя.

Прежде чем ведущее SPI-устройство подаст первый фронт тактовой частоты с фиксацией, ведомое устройство LTC6820 должно передать начальный бит данных ведомого устройства SN, который оно определяет путем выборки состояния MISO после соответствующей задержки.