ADI ADUM1400ARWZ-RL四通道数字隔离器中文资料

一、引言

在现代电子系统中，数字隔离器作为关键组件，广泛应用于工业自动化、医疗设备、通信系统和汽车电子等领域，以实现电气隔离和信号传输的可靠性。ADI（Analog Devices, Inc.）作为全球领先的半导体解决方案提供商，其ADUM1400ARWZ-RL四通道数字隔离器凭借卓越的性能和广泛的应用场景，成为了业界的佼佼者。本文将详细介绍ADUM1400ARWZ-RL的型号类型、工作原理、特点、应用以及关键参数。

　　厂商名称：ADI

　　元件分类：隔离器芯片

　　中文描述： 四通道数字隔离器（4/0通道方向性）16-Pin SOIC

　　英文描述： Digital Isolator CMOS 4-CH 1Mbps 16-Pin SOIC W T/R

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k08-24102971-ADUM1400ARWZ-RL.html

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　　ADUM1400ARWZ-RL概述

　　ADuM1400是采用4/0通道方向性的四通道数字隔离器，采用ADI公司iCoupler®技术。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片空芯变压器技术融为一体，具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征。

　　iCoupler器件不用LED和光电二极管，因而不存在一般与光耦合器相关的设计困难。简单的iCoupler数字接口和稳定的性能特征，可消除光耦合器通常具有的电流传输比不确定、非线性传递函数以及温度和使用寿命影响等问题。

　　这些iCoupler产品不需要外部驱动器和其它分立器件。此外，在信号数据速率相当的情况下，iCoupler器件的功耗只有光耦合器的1/10至1/6。

　　ADuM140x系列隔离器提供四个独立的隔离通道，支持多种通道配置和数据速率（请参考数据手册“订购指南”部分）。所有型号均可采用2.7 V至5.5 V电源电压工作，与低压系统兼容，并且能够跨越隔离栅实现电压转换功能。此外，ADuM140x具有低脉冲宽度失真（CRW级小于2 ns）和严格的通道间匹配（CRW级小于2 ns）特性。与其它光耦合器不同，ADuM140x隔离器具有已取得专利的刷新特性，可确保不存在输入逻辑转换时及缺少一个电源条件下的直流正确性。

　　应用

　　通用多通道隔离

　　SPI接口/数据转换器隔离

　　RS-232/RS-422/RS-485收发器

　　工业现场总线隔离

　　汽车系统

　　ADUM1400ARWZ-RL中文参数

　　ADUM1400ARWZ-RL引脚图

二、型号类型

ADUM1400ARWZ-RL是ADI公司基于iCoupler®技术设计的一款四通道数字隔离器。该系列产品还包括ADUM1400、ADUM1401、ADUM1402等多个型号，均采用高速CMOS和单片空心变压器技术，实现了高性能的数字信号隔离。ADUM1400ARWZ-RL的封装形式为SOP16（宽体），适用于高密度PCB布局，且符合RoHS标准，环保且易于安装。

三、工作原理

ADUM1400ARWZ-RL的工作原理基于ADI独有的iCoupler®技术，该技术结合了高速CMOS和单片空心变压器，实现了无需LED和光电二极管的数字信号隔离。传统的光耦合器依赖LED和光电二极管进行信号传输，存在电流传输比不确定、非线性传递函数以及温度和使用寿命影响等问题。而iCoupler®技术通过电磁耦合方式，消除了这些设计难题，提供了更稳定、更可靠的信号隔离解决方案。

在ADUM1400ARWZ-RL中，输入信号通过CMOS电路处理后，被转换为磁信号，通过空心变压器传输到输出端。在输出端，磁信号再次被转换为电信号，从而实现信号的隔离传输。这种非接触式的信号传输方式，不仅提高了信号的完整性和抗干扰能力，还降低了功耗和体积。

四、特点

1. 高性能隔离：ADUM1400ARWZ-RL提供高达2.5 kVrms的绝缘电压，确保了电气隔离的安全性和可靠性。

2. 低功耗：相比传统光耦合器，iCoupler®技术在相同信号数据速率下，功耗仅为光耦合器的十分之一到六分之一，有助于降低系统整体功耗。

3. 高速数据传输：支持高达90 Mbps的数据速率，满足高速数据传输的需求。

4. 双向通信：支持双向通信，便于实现复杂的信号交互和控制。

5. 低脉冲宽度失真：提供低脉冲宽度失真（CRW级<2 ns）和严格的通道间匹配（CRW级<2 ns），确保信号传输的准确性和一致性。

6. 专利刷新功能：具有专利的刷新功能，可确保在没有输入逻辑转换或其中一个电源未通电时，保持直流正确性。

7. 宽电源电压范围：支持2.7 V至5.5 V的电源电压，兼容低电压系统，并能够实现跨越隔离屏障的电压转换功能。

8. 高共模瞬变抗扰度：具备>25 kV/μs的高共模瞬变抗扰度，增强了系统的抗干扰能力。

五、应用

ADUM1400ARWZ-RL广泛应用于各种需要数字信号隔离的场合，包括但不限于：

1. 通用多通道隔离：在工业自动化系统中，用于隔离多个数字信号，提高系统的稳定性和可靠性。

2. SPI接口/数据转换器隔离：在数据采集和转换系统中，隔离SPI接口和数据转换器，防止信号干扰和串扰。

3. RS-232/RS-422/RS-485收发器隔离：在通信系统中，隔离RS-232、RS-422、RS-485等串行通信接口，提高通信质量和稳定性。

4. 工业现场总线隔离：在工业自动化现场总线系统中，隔离总线信号，确保信号传输的准确性和可靠性。

5. 汽车系统：在汽车电子系统中，用于隔离控制信号和传感器信号，提高汽车的安全性和可靠性。特别是符合AEC-Q100标准的汽车版本，更加适用于汽车应用。

六、关键参数

• 型号：ADUM1400ARWZ-RL

• 封装：SOP16（宽体）

• 通道数量：4通道

• 极性：双向

• 绝缘电压：2.5 kVrms

• 隔离类型：Magnetic Coupling

• 数据速率：高达90 Mbps

• 传播延迟时间：100 ns

• 脉冲宽度失真（CRW）：< 2 ns

• 共模瞬变抗扰度：> 25 kV/μs

• 电源电压范围：2.7 V 至 5.5 V

• 功耗（典型值）：每个通道约 4.5 mA（在 5 V 电源下）

• 温度范围：-40°C 至 +125°C（工业级）

• RoHS兼容性：是

• 封装材料：符合无铅和无卤素标准

七、性能优势深入剖析

1. 高精度与低失真：ADUM1400ARWZ-RL的低脉冲宽度失真（CRW级<2 ns）确保了信号在隔离过程中的高保真传输，这对于需要精确时间控制的应用场景（如高速通信和同步控制）尤为重要。

2. 高可靠性：2.5 kVrms的绝缘电压和>25 kV/μs的共模瞬变抗扰度，使该隔离器能够在恶劣的电气环境中稳定运行，保护下游电路免受高压瞬态和电磁干扰的影响。

3. 灵活性与可扩展性：四通道设计不仅节省了PCB空间，还提供了设计上的灵活性，允许工程师根据实际需求选择性地使用通道，或同时隔离多个信号源。此外，ADI还提供了一系列基于iCoupler®技术的数字隔离器产品，可根据具体应用场景进行选择和扩展。

4. 易于集成与维护：SOP16宽体封装易于在PCB上布局和焊接，同时兼容标准的自动化生产线，降低了生产成本和周期。此外，iCoupler®技术的无LED和光电二极管设计减少了维护成本和故障点，提高了系统的整体可靠性。

5. 环保与可持续性：符合RoHS标准，采用无铅和无卤素材料，符合现代电子产品对环保和可持续性的要求。

八、设计注意事项

1. 电源设计：确保为ADUM1400ARWZ-RL提供稳定的电源电压，并考虑在电源输入端添加适当的滤波和去耦电路，以减少电源噪声对隔离器性能的影响。

2. 布局与布线：在进行PCB设计时，应注意隔离器周围的空间布局和信号线的走线，以减少电磁干扰和串扰。建议将隔离器的输入和输出部分分开布局，并使用地线进行屏蔽。

3. 接地处理：合理设计接地系统，确保隔离器两端的接地回路独立且稳定，避免地电位差对隔离效果的影响。

4. 温度管理：考虑到隔离器的工作温度范围，应确保系统能够在规定的温度范围内稳定运行。在极端温度条件下，可能需要采取额外的散热措施。

九、总结

ADUM1400ARWZ-RL作为ADI公司的一款高性能四通道数字隔离器，凭借其卓越的电气隔离性能、高速数据传输能力、低功耗和灵活的设计特点，在工业自动化、医疗设备、通信系统和汽车电子等领域具有广泛的应用前景。通过深入了解其工作原理、特点、应用和关键参数，设计工程师可以更好地利用这一产品，提升系统的稳定性和可靠性。同时，注意设计过程中的电源管理、布局布线、接地处理和温度管理等问题，将有助于充分发挥ADUM1400ARWZ-RL的性能优势，为现代电子系统提供更加安全、高效的解决方案。