這需要隔離式 D+ 和 D-DC 線路以及隔離式直流轉(zhuǎn)換器為下游端口和電纜供電。如圖1的示例原理圖所示，ADuM4160隔離器和ADuM5000 isoPower器件的組合為特定應(yīng)用提供了極其簡單有效的解決方案。該電路將以12Mbps的全速工作，并為下游USB電纜提供隔離的+5V電壓。唯一的附加電路元件是用于各種電源輸入和輸出引腳的旁路電容器以及用于D+和D-線路的外部串聯(lián)電阻器。ADuM4160主要作為隔離外設(shè)的器件而開發(fā);但是，它也可以滿足USB 2.0作為嵌入式主機的電氣要求，從而使設(shè)計隔離USB電纜成為可能。

在隔離式USB電纜中使用ADuM4160時，有一些注意事項，本文將對這些考慮因素進行總結(jié)。這些考慮因素與隔離電源、速度模式配置和傳播延遲有關(guān)。非隔離USB電纜僅作為分布式電容和感性負(fù)載影響數(shù)據(jù)和電源。相比之下，隔離電纜是消耗功率的有源設(shè)備。為了滿足 USB 規(guī)范要求，電纜的上游端必須充當(dāng)外圍設(shè)備，下游側(cè)必須充當(dāng)電源和數(shù)據(jù)主機。電纜的下游部分必須始終為外圍設(shè)備的上拉提供+5V電源。ADuM5000提供此功能，并為低功耗要求器件提供足夠的功率。但是，ADuM5000的靜態(tài)電流約為6mA。這對于DC/DC轉(zhuǎn)換器來說非常低，但仍高于USB待機模式允許的限制，VBUS為2.5mA。為了滿足2.5mA的待機電流限值，可以關(guān)閉ADuM5000的電源，這樣下游端口上就不再保持+5V電壓。這會斷開外圍設(shè)備的連接，因此隔離電纜將不符合 USB 規(guī)范要求。

另一個考慮因素是速度模式配置。為了符合USB 2.0，面向下游的端口必須接受低速或全速設(shè)備，并自動將其緩沖器配置為正確的邏輯約定和壓擺率。ADuM4160速度由SPU和SPD的固定值設(shè)置。這意味著電纜將以固定速度工作，要求插入下游端口的設(shè)備的速度額定值與電纜相匹配。這在嵌入式主機規(guī)范下是完全可以接受的，但不符合一般主機要求。在此應(yīng)用中，可以根據(jù)最終用戶的要求，通過簡單的機械開關(guān)或更復(fù)雜的電路來配置速度模式。

最后一個注意事項是傳播延遲。USB 2.0 不允許中繼器，因為與中繼器相關(guān)的附加電纜和支柱延遲不符合中心輻射型總線體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn) USB 規(guī)則。在本應(yīng)用中，ADuM4160充當(dāng)中繼器，但只要將總電纜長度控制在5m限制且不添加延長電纜，就可以滿足與單個集線器一致的傳播延遲規(guī)格。

通過密切關(guān)注這些考慮因素，可以創(chuàng)建一根隔離的USB電纜，該電纜非常適合特定應(yīng)用。

審核編輯：郭婷