電路功能與優勢

　　通用串行總線（USB）正迅速成為大部分PC外設的標準接口。由于它具有出色的速度、靈活性，并且支持設備熱插拔，因而正在取代RS-232和并行打印機端口。工業和醫療設備制造商也非常希望使用這種總線，但苦于沒有很好的方式來為控制危險電壓的機器連接或者醫療應用中的低泄漏防去顫連接提供必要的隔離，導致應用推廣相當緩慢。

　　ADuM4160主要設計用作USB外設的隔離元件。但在某些情況下，它也可以用于隔離主機。為此，必須先解決幾個問題。ADuM4160上游和下游的緩沖器完全相同，均能驅動USB電纜，但下游緩沖器還必須能夠根據與之相連的全速或低速外設調整速度。

　　在構建專用外設接口的應用中，速度是已知的并且不會改變，而主機應用則不同，必須隨機應變。ADuM4160通過引腳以硬連線方式確定單一速度。因此，當插入下游側的外設速度正確時，它正常工作；當所連外設的速度不正確時，它無法工作。解決這一問題的最佳辦法是將ADuM4160與一個集線器控制器相結合使用。

　　可以將集線器控制器的上游側看作是一個標準的固定速度外設端口，利用ADuM4160可以很容易對其進行隔離，而下游端口的速度則由集線器控制器處理。集線器控制器轉換不同速度的外設，以便與上游端口速度相匹配。圖1電路顯示在某個設計中如何使用一個雙端口集線器芯片來隔離兩個下游主機端口，這種處理可以使設計完全符合USB規范。

　　圖1. 隔離USB集線器電路

　　ADuM4160提供了一種經濟簡單的方式來實現工業和醫療外設隔離緩沖器。利用該器件的挑戰在于必須將其與集線器芯片配對，以構建完全兼容的主機端口。與任何外設隔離一樣，ADuM4160和集線器提供如下功能特性：

　　在上游直接隔離集線器芯片的USB D+和D?線路，使集線器能夠管理下游主機端口活動。

　　針對不需要外部控制線路的控制數據流實施自動控制方案。

　　提供醫用級隔離。

　　允許創建一個或多個符合USB-IF認證標準的主機端口。

　　支持全速信號速率。

　　支持靈活的電源配置。

　　本應用電路的目標是像全速外設一樣對集線器進行隔離。集線器或主機功能要求為各下游端口提供2.5 W功率。隔離器下游側的電源以及集線器和端口的電源是作為解決方案的一部分而提供。本應用電路是許多醫療和工業應用的典型電路。