逻辑分析仪隔离模块 —— 基于π121M31

文章目录

• 0 前言
• 1 器件
• • 1.1 π121M31隔离芯片
  • • 1.1.1 DATASHEET
    • 1.1.2 封装
    • 1.1.3 典型应用电路图
    • 1.1.4 使用说明
  • 1.2 B0505S隔离电源
  • • 1.2.1 隔离电源的作用
    • 1.2.2 B0505S隔离电源原理
    • 1.2.3 B0505S介绍
    • 1.2.4 DATASHEET
    • 1.2.5 典型应用电路图
  • 1.3 其它
• 2 原理图
• • 2.1 逻辑分析仪接口
  • 2.2 隔离模块原理图
• 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！！！）
• 4 实物图
• 5 测试
• 6 其它说明
• 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。

DSLogic有16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GND2和VDD2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VDD2和GND2通过隔离电源接入到各个通道的VDD1和GND1。

注意：16个输入通道各自的VDD1和GND1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1个pin。

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：

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