最近在设计一张数据采集卡，在前端模拟电路部分和数字电路部分之间需要加一个隔离芯片，今天通过这一篇文章给大家介绍隔离芯片的原理以及我在设计的时候犯过的一些错误。
一、什么是隔离芯片
上图就是某一款数字隔离器的引脚分布。“隔离”的意思就是将两端的电气特性给分开，阻断电流的路径，只保留信号的连接。上图中的隔离芯片是三个正向通道，一个反向通道，信号从红色箭头流入，从蓝色箭头流出。
说的简单一些，隔离芯片就像一个“安全门”，让应该过的信号流过（比如控制指令、数据等），把一些危险的电流、电压、干扰信号挡在门外，以保护电路中比较“娇贵”的器件，比如我将前端采集的模拟信号用ADC转化为数字信号后，在ADC和FPGA之间加一个数字隔离器，用来保护FPGA。
二、隔离芯片的原理
其实刚开始我接触隔离芯片的时候有些懵，因为隔离芯片能阻断两端的电气连接，为什么信号还能从一段传到另一端？感觉矛盾啊。下面请看我细细道来：
隔离芯片能阻断电气连接又能传递信号看似矛盾，但这正是隔离芯片的核心技术所在。没有电气连接只是因为两端没有通过直接的导线连接在一起，而是通过光耦、磁耦、电容耦合来实现的：
（1）光耦：
光耦的结构如下图所示：
光耦由光发器件和光敏原件构成，左边是光发器件，将输入信号转化成光信号，光信号输入到光敏元件中将光信号恢复为电信号。简单来说，光耦的作用就是电信号→光信号→电信号。
（2）磁耦：
磁耦的结构如下图所示：
利用变压器原理将输入的信号脉冲转化为局部磁场，磁场的变化会引起右侧线圈的电流变化。实现电信号→磁场信号→电信号
（3）电容隔离：
电容隔离的结构如下图所示：
首先输入信号被调制成高频载波，通过电容器的电场变化将信号从一端传到另一端，再将信号进行解调即可恢复原始信号。
五、电路设计时需要注意的点
（1）注意方向
隔离芯片有的通道是单向的，也有双向的（具体要看芯片手册）。单向的通道只允许单向传递信号，如果将信号的传输顺序接反了信号是传不过去的。
（2）注意电源引脚的设计
数字隔离器的电源引脚一般左边有一个，右边有一个，这两个电压必须也是隔离的，需要单独配一个隔离DCDC。而且每一侧的电压值大小决定了信号的电压值大小，这个要注意。比如上图中左边的引脚连接在FPGA，而FPGA的IO口为3.3V，因此左边的电压值也应该是3.3V，如果改成5V，FPGA就会烧掉。