隔离的双向IO电路分析与设计

首先，信号的电平转换或信号的隔离应当接触很多，TI有众多不同速度、不同电压的此类逻辑芯片，或称缓冲器或电平转换器，非隔离器件中，也有自动双向电平转换、可控单向电平转换芯片。此处主要讨论IO隔离器件中的双向IO的情况，实际应用中，就有IIC的SDA信号，SWD接口的数据线等。IIC还是有一些专用芯片，例如ISO1640、ISO1641就是IIC专用的双向IO隔离器件，不过要用作其他，速度就太低了。

平常，更易获取的器件，例如ADI的磁耦隔离器、TI的电容隔离器件，或者近些年的国产纳芯微、荣湃。

随便看一个：

问题就是：

如何用此类器件，做一个双向IO隔离电路？

先做一个假设，这些器件的输出都是具备推挽结构，就是输出L=GND，输出H= VCC（便于分析，肯定不是开漏输出，至于具体什么结构，只能说都是L和H不能短路的电路）

最初的想法有什么问题？

太简单了，直接左右短接，信号能传输？肯定不能！具体为什么不能？

1. 初始态中的短路因素

当B是高的时候，A输入0，导致A侧短路；

当B是0的时候，A输出高，A侧一样短路；

反向，一样，注意，此处的短路是应为隔离芯片的输出电路和信号输入短路，而不是信号的A输入和B输入，AB是电器隔离的，短路只发生在各自一侧，并且是在隔离器件“L和H不能短路”的假设之上。

2. 传输中的短路因素

信号回环，A输入H，B变成H，又传回A处，都是H没有问题，但是传输中，下降沿发生，A变成L，这一瞬间，隔离器件输出的H与此时A的L短路！

3. 通信双方配合不畅导致短路

提前剧透，即使AB信号间只有一根导线，这样的故障一样存在，就是应为发送双方都在发数据，而A发的H，B发的L，就像一根导线会导致短路一样，此时器件左右两侧都会短路。

再次剧透，这样的短路因素，是一根线或者一个电路同时需要传输两个方向信号导致的，逻辑上不可避免，解决方法只能是协商一致，硬件上顶多保护却不能根除这种逻辑问题。

所以，此后的分析要剔除这种因素，才能得到最后的结论。

如何解决初始态的短路问题？

输入时线路上的空闲电平

如何解决传输中的短路问题