Wie sich Schnittstellen mit GMR-Technik galvanisch zuverlässig entkoppeln lassen

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GMR-Bausteine gibt es mit pegel- oder flankengesteuerten Logik-Eingangsstufen

Die Baureihe IL7xx hat dagegen flankengesteuerte Logik-Eingangsstufen, womit sie ebenfalls hohe Geschwindigkeiten erreichen, die Baureihe IL5xx pegelgesteuerte Logik-Eingangsstufen, mit denen sie zwar nur 2 MBit/s erreichen, jedoch sehr störfest sind und teils auch mit einem Arbeitstakt synchronisiert werden können („external clocking“).

Wer auf die korrekte Übertragung statischer Logikpegel Wert legt, sollte also zu IL5xx oder IL6xx greifen; wem es auf hohe Geschwindigkeiten ankommt, zu IL6xx oder IL7xx. Es gibt IL 5xx, IL6xx und IL7xx als ein- bis vierkanalige Ausführung in kompakten IC-Gehäusen, die ohne weitere Elektronik saubere Digital-Datenpegel am Ausgang liefern; mehrere fünfkanalige Varianten der IL7xx-Baureihe sind als IL2xx erhältlich. Die Ausgänge sind normalerweise CMOS, doch auch als Open Drain- oder Tri-State-Ausführungen erhältlich.

Das GMR-Element selbst kann gegenwärtig bis zu 2 GHz übertragen, die Datenrate der kompletten NVE-Isoloop-Koppler liegt aktuell bei bis zu 150 MBit/s.

Gängige Industrieschnittstellen wie RS-422 oder RS-485 auf einem Chip

Besonders interessant: Für die gängigen Long-Distance-Industrieschnittstellen (RS-422, RS-485, Profibus…) sind fertige Interfacebausteine in GMR-Technik verfügbar, die IL3xxx- und IL4xx-Baureihen. Hier ist unter anderem der IL3685 als Profibus-zertifizierter Baustein für bis zu 50 Nodes mit bis zu 40 MBit/s und 15 kV ESD-Festigkeit erwähnenswert oder der IL3522, der Ähnliches an RS-422 leistet. Andere Bausteine bieten zudem noch Fractional Load-Funktionalität.

In einem kleinen 16-poligen SMD-Gehäuse bieten diese Bausteine die komplette bidirektionale Übertragungsfunktionalität, die in Optokoppler-Technik drei Koppler, zusätzliche Logikbausteine und etliche Widerstände erforderlich machen würde. Der Betrieb an Mikrocontrollern, die mit 3,3 oder 5 V versorgt werden, ist ohne zusätzliche Pegelwandler möglich. Integrierte Strombegrenzung und thermische Abschaltung schützen die Bausteine zudem bei busseitigen Kurzschlüssen oder Überlastungen durch Fehlanpassungen. Schließlich besitzen die Empfängereingänge eine „fail-safe if open“ Absicherung, die einen logisch aktiven Reset-Ausgang sicherstellt, wenn die Eingänge A/B offen sind.

Isoloop-Koppler sind vielseitig einsetzbar

Gegenüber anderen Kopplern bietet die NVE-Technik geringere Ruheströme, die erst bei hohen Datenraten ansteigen, hohe Temperaturfestigkeit (bis 125°C) und -stabilität und das größte Spektrum unterschiedlicher Bausteine. 2500 V Isolationsspannung und 20 bis 30 kV/s Transientenfestigkeit sind bei Isoloop Standard. Zudem ist eine durch Alterung bedingte Änderung der Kenndaten um den Faktor 100 geringer als bei Optokopplern. Für eine so junge Technologie sind die Isoloop-Koppler bereits sehr vielseitig einsetzbar. Die Normen UL1577, IEC61010-1 (Sicherheit), EN50081-1 und -2 (EMV aktiv und passiv) sowie RoHS werden eingehalten.

*Wolf-Dieter Roth ist technischer Redakteur bei HY-LINE Power Components in Unterhaching bei München

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