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- ELETTRONICA OGGI 431 - OTTOBRE 2013
COMPONENTS
ISOLATORI
gior velocità, i minori consumi, la miglior
immunità ai disturbi e le basse emissioni in
frequenza. Molti attuali I/O optoelettronici a
elevate prestazioni, tuttavia, sono in modalità
single-ended perché formati da un LED e un
fotodiodo e, quindi, legati all’unica funzio-
ne di trasferire e riconoscere solo impulsi
luminosi del tipo “acceso” o “spento”. Questo
approccio è valido perché può offrire buone
prestazioni a basso costo con una velocità
di trasferimento simboli attorno a 1 Mbps e
con un’elevata robustezza assicurata dall’i-
solamento elettrico fra le due parti circuitali.
D’altra parte, oggi che la velocità dei sistemi
elettronici continua ad aumentare è cresciu-
ta anche l’esigenza di migliorare la risposta
in frequenza delle interfacce I/O e perciò i
progettisti cercano, ove possibile, di utiliz-
zare gli isolatori digitali capaci di trasferire
i simboli in modalità differenziale. In pratica,
questi dispositivi sfruttano il noto principio
del trasformatore per isolare elettricamente
due parti di un circuito e si possono realizza-
re sul silicio usando gli stessi processi di fab-
bricazione dei transistor a effetto di campo in
tecnologia Cmos. Questa opportunità è nota
da tempo ma è solo di recente che i progressi
nell’integrazione dei componenti hanno permesso di otte-
nere dei vantaggi rispetto agli accoppiatori/isolatori a LED.
In pratica, l’accoppiamento che il LED e il fotodiodo realiz-
zano otticamente viene implementato a livello circuitale con
due spirali di silicio separate da uno strato isolante di polyi-
mide (poliimmide, un polimero plastico) e ciò consente di
ridurre le dimensioni in altezza da circa 400 μm fino a circa
20 μm. Gli accoppiatori ottici offrono maggior isolamento e
tipicamente con 7,5 kVrms continui e 20 kV di picco contro
i 5 kVrms e 12 kV degli isolatori digitali in polyimide, ma
questi ultimi durano di più e assicurano tempi di vita di oltre
50 anni contro i circa 25 anni degli optoisolatori. La novità
Fig. 2 – Gli isolatori digitali sfruttano il principio del trasformatore e sono più sottili con il diossido di silicio rispetto al poliimmide
Fig. 3 – I convertitori dc/dc Analog Device isoPower ADuM521x e ADuM621x hanno due
canali isolati attraverso i quali passano i segnali fino a 150 mW e fino a 150 Mbps
