通信隔離 ---- 高速通信光耦的電路設計

前言

電子設計開發過程中，有些項目分爲幾個不同的系統，它們間需要隔離（電氣隔離，不能共地），但是又需要通信，這時我們可以使用高速通信光耦來實現這種需求。

高速通信光耦的電路設計

以LTV-M501爲例，講解如何設計高速隔離通信電路。
LTV-M501的通信速度可以達到1MBd，足以應對很多場合。

電路如下所示：（注意兩個3.3V是隔離的）

下面主要探討R1和RL如何選取。

先看輸入端

由規格書，我們知道:
輸入導通電流IF最大爲25mA,我們最好配置在十幾毫安，這個輸入端導通特性更好（規格書的很多測試參數也選用了這個範圍）。

從上圖中，我們可以知道，輸入端二極管導通時的電壓大概爲1.4V，而我們這裏的輸入電壓爲3.3V，考慮下面兩種情況：
當輸入發送口爲高電平（3.3V）時，管子不導通，此時沒有電流，R1的選值無所謂。
當輸入發送口爲低電平（0V）時，管子導通，管子壓降電壓大概爲1.4V，
則IF=（3.3 - 1.4）/R1 ,要想IF大概爲十幾毫安，可以選擇R1爲150歐，此時IF大概爲12.6ma,符合要求，當然，這個值也可以選別的，只要使IF合理即可。

再看輸出端

爲了使輸出端的通信接收口處的電壓足夠好，
這個好的判定有一個特點是：低電平信號接近0，高電平的信號接近供電電壓，此處爲3.3V。
還是上圖，我們知道電流傳輸比大概是25%，也就是輸出端三極管ce間流過的電流是IF的25%，也是流過RL電阻電流，即當IF等於12.6ma，流過RL電阻電流爲12.625%=3.15ma。
這個電流會決定RL兩端的電壓，然後決定通信接收口的電壓狀況，
還是分兩種情況：
當輸入端的管子不導通，則輸出端的接收三極管ce間沒有電流，則RL兩端沒有電流，也就沒有了壓降，則輸出端通信接收口的電壓接近3.3V。
當輸入端的管子導通時，假設爲12.6ma，輸出端的接收三極管ce間有電流12.6ma25%=3.15ma，則流過RL的電流也是3.15ma。因爲輸出端通信接收口的電壓Vo=Vcc - VRL = 3.3 - RL兩端電壓，因爲電流確定，那麼RL兩端電壓由電阻阻值決定。
RL的阻值的選取則很重要，
當RL的選值過大時，會出現如下情況，低電平明顯不接近0，壓差達到1.225V，很容易出現誤判：

RL選取合適，此處選擇1k，則效果大大改善了，與0V的壓差很小。