为何要隔离 LVDS？

低压差分信号传输(LVDS)是一种在更高性能转换器和高带宽 FPGA或ASIC I/O中常用的高速接口。差分信号传输对于外部电磁干扰(EMI)具有很强的抑制能力（因为反相与同相信号之间的互相耦合所致），同时也相应地可以将任何因为LVDS信号传输所造成的EMI最小化。在LVDS接口上增加隔离是一种透明解决方案，可以将其插入高速和精密测量以及控制应用的现有信号链当中。

当今有哪些选择？
对于转换器和处理器接口的电流隔离，同光耦合器相比，标准数字隔离器是快得多、鲁棒且更为可靠的解决方案。然而，支持高速或精密转换器的典型LVDS数据速率为数百 Mbps，但最快速的标准数字隔离器最多支持150 Mbps。
为了支持更高带宽的隔离，系统设计者当前已转向定制化设计密集型解决方案，像是解串行化或利用变压器、电容器的分离方案。这些方案会增加成本与设计时间，解串行化方案甚至可能需要外加一组简单的FPGA，其目的仅仅是为了实现隔离功能。变压器和电容器需要对LVDS信号加以谨慎的信号调理，由此得到的应用和数据速率特定的解决方案将需要交流平衡编码。进一步的解决方案是使用光纤通信链路，但考虑到成本和更高的复杂度，这更适合于数Gb的需求。图1所示为高速隔离的各种方案选择，以价值主张（依据设计的难易和成本）相对于方案的最大速度所绘制。
图1. 隔离器实施的价值主张与隔离器速度的关系

对处于恶劣环境中的外部接口需要予以电流隔离，以增强安全性、功能性或是抗扰能力。这包括工业测量和控制所用数据采集模块当中的模拟前端，以及处理节点之间的数字接口。
在过去，最多数Mb的带宽对转换器接口或工业背板就足够了，所以使用光耦合器便能对串行外设接口(SPI)或RS-485之类的协议进行隔离。数字隔离器改善了此类隔离接口的安全性、性能和可靠性，并且提供集成式隔离和I/O。然而，工业4.0和物联网 (IoT)这类趋势要求以更高的速度与精度进行更为普及的测量与控制，因而越来越需要更大的带宽。
电流隔离的需求也随之激增，因为有更多与物理域进行的数字互动需要避免电机和电力系统、操作员、静电放电、以及诸如雷击所造成的浪涌等外部因素所带来的影响。精密测量可能也需要与噪声源（像是更为局部的微型电力威廉希尔官方网站 和高速数字处理等）隔离。

作为对比（如图2所示），ADI 公司已经推出了一系列直接可用的LVDS隔离器：ADN4650/ADN4651/ADN4652，采用针对高达 600Mbps速率而增强的iCoupler®技术。除了TIA/EIA-644-A LVDS兼容I/O之外，其完整的隔离器信号链是全差分式，实现了高抗扰能力及低辐射的解决方案。它提供两个隔离式LVDS通道，一个发射一个接收（ADN4651，ADN4652相反），或是两个发射或接收(ADN4650)。内部高速威廉希尔官方网站 以2.5 V电压工作，工业系统中可能没有这种供电轨，因此其内置图3所示的低压差稳压器(LDO)以支持单一宽体SOIC解决方案，即使采用3.3 V电源供电也无妨。
图2. ADN4651 600 Mbps LVDS隔离器框图