隔離調制器是一種將模擬輸入信號轉換為由0和1組成的高速數字比特流，同時使用隔離層將輸入和輸出電路隔離開來的Δ-Σ調制器。該隔離層對電磁干擾有很強的抵抗力，電磁干擾通常稱為EMI。干擾由外部源產生且會對電路產生負面影響。

雖然可用于實現隔離的方法有多種，但是隔離調制器的目的是防止高共模電壓線路上的噪聲電流進入本地系統接地，并干擾或損壞低電壓電路。換言之，隔離調制器保護一個接地免受另一個接地的影響，隔離同一電路的某些部件，或將不同電路彼此隔離。

隔離調制器與非隔離調制器有什么不同呢？

讓我們來較為詳細地了解一下隔離調制器的功能方框圖。如前所述，隔離調制器在輸入上獲取模擬信號并在輸出上產生數字比特流。隔離調制器的輸入是全差動的，并且驅動連續對模擬輸入信號進行過采樣的Δ-Σ調制器。Δ-Σ調制器使用電壓基準和時鐘將模擬輸入信號轉換為連續的1位輸出流，然后繼續傳輸，使其穿過隔離層。調制器的隔離數據輸出會以與時鐘源相同的頻率產生由1和0組成的數字流。當這些1和0隨時間推移而平均化時，串行比特流將與模擬輸入電壓成正比。

我們再來快速了解一下隔離層。TI的電容型隔離技術可提供兩種不同的隔離層，基本型和增強型。基本隔離通過單個電容隔離層實現，而增強型隔離則是通過兩個串連的電容隔離層實現。

隔離調制器的作用

隔離調制器被廣泛用于許多工業和汽車應用中。但是，為什么需要使用呢？最常見的原因是，為了防止受接地環路的影響。電氣裝置可以在兩個遠程節點，接地1和接地2之間產生較大的接地電位差。這兩個節點之間的直接連接會最終形成一個接地環路。電機可以向地面注入較大的噪聲電流，從而產生在信號路徑中出現的接地環路電流。隔離調制器可消除來自接地環路的信號路徑噪聲，保護系統免受接地環路電位差的影響。

第二個使用隔離調制器的原因是提供高電壓防護。當工業設備在數百伏的電壓下運行時，隔離調制器可安全地承受能夠損壞設備或傷害人類的高電壓浪涌。

這里是隔離調制器的兩個常見應用，電流傳感和電壓傳感。對于分流式電流傳感，隔離調制器的輸入電壓范圍將根據要測量的電流值來決定分流電阻器的值。低功耗或電池供電型應用可通過分流方式來減小功耗，這可以通過減小分流電阻并配以適當大小的調制器輸入范圍來實現。TI可提供具有正負50毫伏和正負250毫伏輸入范圍的隔離調制器。

此外，許多此類器件都包括各種集成特性，例如內部電壓基準、內部時鐘和曼徹斯特編碼或未編碼的比特流輸出選項。雖然隔離調制器最常見的應用是電流傳感，但是它們也可用于電壓傳感。

在選擇隔離調制器時，必須考慮幾個規格。

我們首先來介紹一下輸入失調誤差的定義。理想情況下，0伏的差動輸入信號會產生50%的時間為高位、50%的時間為低位的0-1數字流。失調誤差是當數字輸出為0時，理想和實際失調點之間的模擬輸入差。該誤差對所有代碼具有相同的偏移量影響。請注意，失調誤差將會隨溫度變化而變化，且該特性通過失調誤差漂移來進行量化。

其次是增益誤差，這是理想增益與測量增益之間的百分比差值。為了描述增益隨溫度的變化，我們使用了增益誤差漂移參數。

現在，我們將討論一些常見的隔離規格。

首先，我們將考慮隔離工作電壓，這是隔離調制器在整個使用壽命期間必須連續處理的最大電壓，以Vrms為單位。

接下來是隔離瞬態過壓，這是隔離調制器在電壓峰值狀態下可承受60秒的電壓。

最后，我們必須定義共模瞬態抗擾度，或者說CMTI，它描述了隔離調制器在確保不出錯的前提下可承受的最大變化率和接地電位差。