ADI公司的iCoupler數字隔離器使用芯片級微變壓器作為耦合元件，將數據傳輸通過(guò)高質(zhì)量聚酰亞胺隔離柵。iCoupler隔離器中主要使用兩種數據傳輸方法：?jiǎn)味撕筒罘?。選擇數據傳輸機制時(shí)，需要進(jìn)行工程設計取舍，以?xún)?yōu)化所需的終端產(chǎn)品特性。

在單端數據傳輸中，我們使用變壓器，初級繞組的一端接地。輸入信號中的邏輯轉換編碼為脈沖，相對于地面始終為正極性，位于發(fā)送器芯片上。這也稱(chēng)為“一脈沖兩脈沖”，因為上升沿編碼為兩個(gè)連續脈沖，而下降沿表示為單個(gè)脈沖(請參見(jiàn)圖1頂部)。隔離柵另一端的接收器接收到信號，并確定發(fā)送了一個(gè)還是兩個(gè)脈沖；然后，它將會(huì )相應地重構輸出。

差分數據傳輸使用真差分方式的變壓器。在此情況下，當檢測到輸入沿時(shí)，始終都發(fā)送單個(gè)脈沖，但脈沖的極性會(huì )決定轉換是上升還是下降(圖1底部)。接收器為真差分結構，并根據脈沖極性更新輸出。

單端方法的主要優(yōu)點(diǎn)之一是低數據速率下的功耗比較低。這是因為差分接收器需要的直流偏置電流多于在單端接收器中使用的CMOS施密特觸發(fā)器。然而，差分方法在較高吞吐速率下功耗較低，有兩個(gè)原因：驅動(dòng)電平和脈沖數量。變壓器的驅動(dòng)電平可以降低，因為接收器只需確定極性，而無(wú)需確定存在單個(gè)脈沖還是兩個(gè)脈沖。單端系統平均每邊沿需要1.5個(gè)脈沖，而差分傳輸每邊沿需要1個(gè)脈沖(減少了33%)。

減小的驅動(dòng)電平和較少的脈沖還可以減少射頻輻射。產(chǎn)生輻射的原因是電源中的電流脈沖導致了印刷電路板結構的輻射。由于脈沖較少，而且每個(gè)脈沖的能量較低，因而產(chǎn)生的射頻輻射顯著(zhù)減少。

與單端系統相比，差分傳輸還有另外兩個(gè)優(yōu)勢：傳播延遲和抗擾度。在單端方法中，在創(chuàng )建單個(gè)脈沖或兩個(gè)脈沖時(shí)，必須有特定的時(shí)序關(guān)系，而且接收器必須分析特定時(shí)間窗口內的脈沖。這些要求會(huì )對編碼和解碼產(chǎn)生限制，最終限制通過(guò)器件的傳播延遲。這進(jìn)而限制器件能夠達到的總吞吐量。差分方法受到的限制較少，因為它始終使用單個(gè)脈沖，因而傳播延遲較低，吞吐量較高。


差分接收器能夠可靠地檢測發(fā)送器發(fā)送的差分信號，還會(huì )抑制在隔離系統中普遍存在的無(wú)用共模噪聲，導致共模瞬變抗擾度(CMTI)顯著(zhù)提高。差分接收器還不大容易受到電源噪聲的影響，因而抗擾度較高。光耦合器中使用的LED實(shí)質(zhì)上是單端的，這正是光耦合器的CMTI性能通常較差的原因之一。差分數據傳輸使得iCoupler數字隔離器的性能相對于光耦合器有了顯著(zhù)提升。

數據傳輸方法也是設計人員優(yōu)化數字隔離器性能的一個(gè)選項。將真差分耦合元件作為iCoupler技術(shù)的基礎，可在這一方面提供很高靈活性，這也是光耦合器和容性耦合器件通常無(wú)法企及的。