逻辑分析仪隔离模块 —— 基于π121M31

文章目录

  • [0 前言](#0 前言)
  • [1 器件](#1 器件)
    • [1.1 π121M31隔离芯片](#1.1 π121M31隔离芯片)
      • [1.1.1 DATASHEET](#1.1.1 DATASHEET)
      • [1.1.2 封装](#1.1.2 封装)
      • [1.1.3 典型应用电路图](#1.1.3 典型应用电路图)
      • [1.1.4 使用说明](#1.1.4 使用说明)
    • [1.2 B0505S隔离电源](#1.2 B0505S隔离电源)
      • [1.2.1 隔离电源的作用](#1.2.1 隔离电源的作用)
      • [1.2.2 B0505S隔离电源原理](#1.2.2 B0505S隔离电源原理)
      • [1.2.3 B0505S介绍](#1.2.3 B0505S介绍)
      • [1.2.4 DATASHEET](#1.2.4 DATASHEET)
      • [1.2.5 典型应用电路图](#1.2.5 典型应用电路图)
    • [1.3 其它](#1.3 其它)
  • [2 原理图](#2 原理图)
    • [2.1 逻辑分析仪接口](#2.1 逻辑分析仪接口)
    • [2.2 隔离模块原理图](#2.2 隔离模块原理图)
  • [3 PCB](#3 PCB)
    • [3.1 模块正面](#3.1 模块正面)
    • [3.2 模块背面](#3.2 模块背面)
    • [3.3 不同地的屏蔽插头(关键!!!)](#3.3 不同地的屏蔽插头(关键!!!))
  • [4 实物图](#4 实物图)
  • [5 测试](#5 测试)
  • [6 其它说明](#6 其它说明)
  • [7 相关链接](#7 相关链接)

0 前言

DSLogic是一款数字逻辑分析仪,支持高速信号采集与分析,常用于嵌入式开发、FPGA调试等场景,提供多通道采样、协议解码及波形显示功能。

DSLogic16个数字输入通道,但它们的GND都是联通的,这就导致无法使用它们测量不共地的数字信号。为了使DSLogic可以测量不共地的数字信号,本文设计一款逻辑分析仪隔离模块。

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1 器件

1.1 π121M31隔离芯片

1.1.1 DATASHEET

π121M31 DATASHEET

1.1.2 封装

这个系列SOP8封装有两个隔离数字通道,根据传输方向不同有三种规格。

由于逻辑分析仪的所有口都是输入,每个输入通道只需要一个数字隔离通道 ,而不需要输出通道。

所以我们随意选择一种规格即可,这里选择π121M31,其封装示意图如下。

1.1.3 典型应用电路图

很简单的外围电路,只需要两侧电源分别接100nF的去耦电容即可。

1.1.4 使用说明

每个通道都需要1个隔离芯片。

信号线:
PIN2:信号的输入
PIN7:信号的输出,连接逻辑分析仪输入端

PIN3:悬空
PIN6:悬空

供电:

隔离芯片两侧都要独立供电,不然就没有隔离的意义了。

首先看信号的输出端,也就是接入逻辑分析仪的一侧。逻辑分析仪的16个输入通道在内部全部都是共地的,因此每个通道隔离芯片的GND2VDD2连接在一起。

再看信号的输入端,16个输入通道的电源必须全部都是独立供电的,每个通道的电源GND1和其输入信号的地短接。

每个通道的电源如果都是外部输入的话太麻烦了,因此我们使用16个隔离电源,将VDD2GND2通过隔离电源接入到各个通道的VDD1GND1

注意:16个输入通道各自的VDD1GND1是不能相互短接的!!

1.2 B0505S隔离电源

1.2.1 隔离电源的作用

隔离电源的主要功能是实现输入与输出电路的电气隔离,防止共模噪声和地环路干扰。

通过隔离设计,能够保护敏感电子设备免受高压浪涌或地电位差的影响,同时提高系统的安全性和可靠性。

因为每个输入通道都是不共地的,所以每个通道都必须有独立的隔离电源。

1.2.2 B0505S隔离电源原理

隔离要通过变压器来隔离,但是变压器只能通过交流信号,因此可以将直流电源先变成交流,耦合到变压器的另一端,再将其变回直流。

B0505S隔离电源的工作原理是:将输入的5V直流电压通过高频振荡电路转换为交流信号,经变压器耦合到次级侧,再通过整流滤波电路还原为稳定的5V直流输出。

1.2.3 B0505S介绍

B0505S是一款DC-DC隔离电源模块,输入电压为5V,输出电压为5V,具有高效率、低噪声和稳定输出特性。该模块采用变压器隔离设计,提供输入与输出之间的电气隔离。

B0505S每个厂家都有做,我这里随便贴一家上来,实际应用随便选一家的用就可以。

这个隔离电源模块每个厂家有不同的型号,比如有的带短路保护,有的带过流保护,且驱动能力可能有差别,根据实际应用要求选择即可。

1.2.4 DATASHEET

B0505S DATASHEET

1.2.5 典型应用电路图

1.3 其它

1.27mm间距双排4p弯排针 * 4

1.27mm间距双排4p弯排母 * 4

2 原理图

2.1 逻辑分析仪接口

逻辑分析仪是个2*23pin的排针,和信号输入有关的如下所示:

可以看到,每隔4个通道中间会隔1pin

2.2 隔离模块原理图

16个数字通道,每个通道都要有以下电路:

输入和输出的排针:

因为逻辑分析仪没有电源输出,所以我们要外接一个电源输入,这里用一个typeC母座。

3 PCB

3.1 模块正面

3.2 模块背面

3.3 不同地的屏蔽插头(关键!!!)

如果焊完这个隔离板,然后把原装的屏蔽线插头插上,你会发现一个插头上面的4个信号地竟然是短在一起的!!!拆开了原装插头,我发现内部的4根线的信号地都焊在一起了


如果你直接使用原装线,那么:

信号通道 GND网络标号
0-3 GND 0
4-7 GND 1
8-11 GND 2
12-15 GND 3

在使用过程中,严禁不同的地相互链接,否则就有电压差然后炸板子了!!!


所以如果想16个通道完全都是相互隔离的,那么你还需要使用到这个不同地的屏蔽插头

(这个插头完全将各个通道的GND隔离开了)

4 实物图


焊完了,但是没拍照片,后面更新

5 测试

测好了,后面更新照片

6 其它说明

一定要注意地的连接!!想好了再接!!否则会炸板子!!!

(3.3章节好好看!!)

7 相关链接

1. 立创开源广场------冷凝雨(博主本人)
2. DSLogic官方介绍 ------ DreamSourceLab
3. π121M31隔离芯片 DATASHEET

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