當兩端加上電壓時，LED就會發(fā)光。光學隔離技術采用了一個LED以及一個光電檢測設備，利用光作為數(shù)據(jù)轉換的方法實現(xiàn)信號的跨隔離層傳輸。一個光電檢測器接收該LED所發(fā)出的光，并將其再轉換回最初的信號。

圖3 光學隔離技術

光電二極管

光學隔離技術是最常使用的隔離方法之一。采用光學隔離的優(yōu)勢之一便是其抵抗電氣噪聲和磁噪聲干擾的能力。這種技術的也存在一些不足之處，包括受LED開關速率限制的傳輸速率、高功耗和LED損耗。

電容隔離技術

電容隔離技術基于一個隨電容極板上的電荷量而改變的電場。該電荷跨過一個隔離層而被檢測，并與所測得信號值成正比。

圖4 電容隔離技術

電容隔離技術的一個優(yōu)勢是其抵抗磁噪聲干擾的能力。與光學隔離技術相比，電容隔離可以支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，因為LED不需要進行開關操作。由于電容隔離技術涉及到用于數(shù)據(jù)傳輸電場的使用，因此它易受到外部電場的干擾。

感應耦合隔離技術

在十九世紀早期，丹麥物理學家漢斯?奧斯特發(fā)現(xiàn)，電流通過線圈時會產(chǎn)生磁場。后來人們發(fā)現(xiàn)，緊挨一個線圈所產(chǎn)生變化磁場的另一個線圈中會產(chǎn)生感應電流。第二只線圈中所產(chǎn)生的感應電壓和感應電流取決于第一個線圈中電流變化的速率。這一原理被稱為互感，并奠定了感應隔離技術的基礎。

圖5 感應耦合

感應隔離技術使用了一對通過一個絕緣層分離的線圈。該絕緣層防止任何物理信號的傳輸。信號可以通過改變流經(jīng)其中一個線圈的電流進行傳輸，因為這樣會使跨過該絕緣層在第二個線圈中產(chǎn)生類似的感應電流。感應隔離技術可以提供與電容技術相似的高速傳輸。但是由于感應耦合涉及到用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇艌龅氖褂?，因此它易受到外部磁場的干擾。

模擬隔離技術與數(shù)字隔離技術

現(xiàn)今，許多商業(yè)現(xiàn)成可用（COTS）組件都含有上述隔離實現(xiàn)技術之一。對于模擬I/O通道，您可以在模數(shù)轉換器（ADC）完成信號的量化處理之前（模擬隔離）或之后（數(shù)字隔離）在設備的模擬部分實現(xiàn)隔離功能。根據(jù)您的隔離實現(xiàn)在電路中位置的不同，您需要依據(jù)其中的一種技術來設計不同的電路。您可以基于您的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能、成本和物理需求，選擇模擬或數(shù)字隔離技術。圖6a和6b展示了實現(xiàn)隔離功能的不同階段。

圖6b 數(shù)字隔離技術