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关键字：数字隔离器 USB隔离 ADI
USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，个人电脑(PC)可以使用USB通过连接电缆与外设进行通信。但是出于安全考虑，在某些应用中需要隔离USB通信或隔断接地回路。遗憾的是，由于USB连接电缆上的数据流是双向传输，所以隔离工作也非易事。这篇文章讨论的就是方便易用的USB隔离设备在实际应用中遇到的挑战，并对比了各种不同的解决方案。“透明的”理想方案是将添加隔离设备带给系统的影响降至最低限度，而这样的解决方案目前已经成为可能。
本设计实例主要针对的是以三种数据传输速率运行的USB2.0：低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps)和高速(480Mbps)。简单起见，本文着重探讨了12Mbps的全速USB，且实例中的大部分实现原理也适用于以其他数据传输速率运行的USB设备。
关于USB
USB大受欢迎的一个原因是其简单的4线接口设计，不但可以为外设供电，还可以在外设和PC间充当串行数据链路。图1是标准的USB连接示意图。VBUS线可以为外设提供5V电力，GND为接地线，而D+和D-则用来传输数据。信号是双向半双工传输，意味着数据可以在线缆的任意方向流动，但是无论何时，最多只有一个发射器可以有效驱动该线缆。在通信过程中，USB发射器驱动差分或单端状态信号到D+和D-线。数据被组织成数据包，其中有特别的信号序列标识数据包的头部和尾部。有时，总线会处于空闲状态，也就意味着没有发射器处于活跃状态，此时与线缆两端相连的电阻在D+和D-线建立起“空闲”总线状态。空闲状态会促成两个数据包之间总线的初始化，并使主机了解外设何时连接或断开以及外设期望的通信速率(1.5Mbps、12Mbps或480Mbps)。
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