USB隔离器在单片机与DSP中的应用：ADuM4160在隔离集线器电路中的作用

"本文介绍了在单片机与DSP系统中，通用串行总线（USB）集线器隔离器电路的重要性和应用。USB因其高速度、灵活性以及支持热插拔的特点，正在逐渐取代传统接口。然而，在工业和医疗领域，由于安全隔离的需求，USB的普及面临挑战。文章特别提到了ADuM4160作为USB外设隔离元件的设计，它可以用于隔离主机，但需要解决速度适应性问题。在构建特定外设接口时，ADuM4160的上下游缓冲器能驱动USB电缆，但需根据连接设备的速度进行调整。为了克服这个问题，建议结合集线器控制器使用，以处理不同速度的外设，确保兼容性。图1展示了一个采用双端口集线器芯片的隔离USB集线器电路实例，展示了如何实现工业和医疗设备的USB隔离。" 通用串行总线（USB）是一种广泛应用于个人计算机（PC）及其外设的标准接口，其优势在于提供了较高的数据传输速率、良好的灵活性和便捷的设备插拔功能。随着技术的发展，USB逐渐取代了如RS-232串行接口和并行打印机端口等传统接口。然而，在工业和医疗设备中，由于这些设备可能涉及危险电压或需要低泄漏防去颤连接，因此对隔离有严格要求，这成为了USB广泛应用的一大障碍。 ADuM4160是一款专为USB外设隔离设计的器件，它能有效地解决上述问题。该器件的上下游缓冲器均具备驱动USB电缆的能力，但为了兼容不同速度的USB设备，下游缓冲器需要具备速度自适应功能。在某些场合，ADuM4160也可以用于主机隔离，但这需要解决速度匹配的问题。因为ADuM4160的速度是通过引脚硬连线固定的，如果下游设备速度不匹配，可能导致通信失败。 为了解决这个问题，可以结合USB集线器控制器一起使用ADuM4160。集线器控制器的上游端口可以视为固定速度的外设端口，通过ADuM4160进行隔离，而控制器的下游端口则负责处理不同速度的外设，使其与上游端口保持一致。这样的设计使得系统能够符合USB规范，同时满足工业和医疗设备的隔离需求。 图1展示了一个实际的电路设计案例，其中使用了双端口集线器芯片，实现了对两个下游主机端口的隔离。这个解决方案既经济又实用，为工业和医疗设备提供了一种有效且符合标准的USB隔离方案。 通过ADuM4160和集线器控制器的配合使用，可以克服USB在特定应用领域的隔离难题，推动USB在工业和医疗设备中的广泛应用。这种方法不仅确保了设备的安全性，还保留了USB接口的优势，为系统设计者提供了更广阔的设计空间。