I2C 接口具有電流隔離、線或功能、改進的噪聲容限

此設(shè)計理念描述了一種簡單有效的方法，可為連接在 I2C 總線上的設(shè)備提供光隔離（圖 1 ）。它改進了早期版本（參考 1）。SDA 和 SCL 位于 I2C 總線的總線主機側(cè)；SDA 1 和 SCL 1 在從設(shè)備端。光隔離時鐘線相當(dāng)容易，因為它是單向的，從主設(shè)備到從設(shè)備。P 溝道 MOSFET Q 3為快速光耦合器 IC 2的 LED 提供電流，緩沖時鐘線。

圖 1 該電路提供從設(shè)備到 I2C 總線主設(shè)備的隔離、雙向、線或連接。

然而，數(shù)據(jù)線是雙向的。這部分電路是對稱的。電阻器 R 6 和 R 7 是總線從設(shè)備側(cè)的 I2C 上拉電阻器，R 3和 R 1 是與 SDA/SCL 側(cè)的主 I2C 上拉電阻器并聯(lián)的虛擬上拉電阻器。如果 SDA 和 SDA 1 線都為高電平——也就是說，沒有 I2C 設(shè)備將它們拉低——Q 1 關(guān)閉，沒有電流流入光耦合器 IC 2的 LED ，IC 2的引腳 7 為高電平，Q 2 關(guān)閉，光耦I(lǐng)C 1的LED 也熄滅。

如果設(shè)備將 SDA 線驅(qū)動為低電平，Q 1和 IC 2 的 LED 將關(guān)閉，將 IC 2的引腳 7 驅(qū)動為低電平；二極管D 2 然后開始導(dǎo)通。結(jié)果是 SDA 1線上的低電平 ——IC 2的低輸出電壓加上肖特基勢壘二極管 D 2 的閾值電壓。在這種情況下，重要的是要注意 IC 1的 LED 沒有打開，因為施加在它上面的電壓低于它的閾值。這種情況意味著電路沒有閂鎖，一旦釋放 SDA 線，它就可以從這種狀態(tài)恢復(fù)。

Q 3 和 PNP BJT（雙極結(jié)型晶體管）Q 1有效地緩沖了兩條 SDA/SCL 線，因此當(dāng)它們連接到總線時，沒有額外的電流流入連接到總線的 I2C 設(shè)備的集電極開路和漏極級按住線。此配置允許光隔離接口反復(fù)拉低，提供線或功能。為 D 1 和 D 2使用肖特基勢壘二極管 而不是普通二極管可以降低總線上的低電平電壓，從而提高噪聲容限。