概述
ADuM4165/ADuM4166^1^ 是 USB 2.0 端口隔離器，利用 ADI 公司的 iCouple^? ^技術，可根據需要，來動態支持所有 USB 2.0 數據速率，包括低速 (1.5 Mbps)、全速 (12 Mbps) 或高速 (480 Mbps)。這些套件支持具有自動速度協商的主機隔離以及外設隔離。

高速數據重新定時，以減少抖動，這需要外部時鐘信號或晶體輸入。ADuM4165 支持上游側的時鐘或晶振輸入，ADuM4166 支持下游側的時鐘或晶振輸入，是兩種最適合系統設計的選項。

下游（2 側）的低功耗待機模式支持可用功率有限的應用，例如電池供電的外設。上游（1 側）待機電流滿足 USB 2.0 暫停操作的要求。

這些隔離器的擴展工業溫度范圍為 ?55°C 至 +125°C，采用 20 引腳、寬體、增加爬電距離的 SOIC_IC 封裝，爬電距離和間隙為 8.3 mm。
數據表：*附件：ADuM4165 ADuM4166用于隔離式 USB 2.0 高速（上游時鐘輸入）的5.7kV rms 數字隔離器技術手冊.pdf

應用

• USB 外設、USB 主機和 USB 集線器隔離
• 電子測試測量設備
• 醫療套件和集成 PC
• 用于調試或升級的工業 PC 和隔離式 USB 端口
• USB 隔離器模塊和 USB 電纜隔離器
  特性
• USB 2.0 信號自動檢測低速、全速和高速連接
  • 1.5 Mbps、12 Mbps 和 480 Mbps 數據速率
• 用于上游或下游端口的雙向 USB 隔離器
  • 重新驅動和高速數據重新定時，以消除輸入抖動和睜眼
  • 靈活的時鐘輸入選項
• 每側 4.5 V 至 5.5 V VBUSx 或 3 V 至 3.6 V 操作
  • 21 mA 典型空閑、低速或全速模式供電電流
  • 48 mA 典型空閑、高速模式供電電流
• USB 2.0 掛起 (L2) 或斷開時的超低功耗待機
  • 1.7 mA 典型低功耗待機、上游供電電流
  • 20 μA 典型低功耗待機、上游供電電流
• ±8000 V IEC 61000-4-2 ESD 跨隔離柵保護
• 通過 CISPR32/EN55032 B 類排放檢測
• 高共模瞬變抗擾度：50 kV/μs（典型值）
• 安全和監管審批（申請中）
  • UL（申請中）：5700 V rms 持續 1 分鐘，符合 UL 1577 標準
  • CSA 元件驗收通知 5A（申請中）
    • IEC 62368-1、IEC 61010-1 和 IEC60601?1
  • VDE 符合性證書（申請中）
    • DIN V VDE V 0884-11 (VDE V 0884-11):2017-01
    • VIORM = 849 VPEAK
• 工作溫度范圍：?55°C 至 +125°C
• 20 引腳、寬體、增加爬電距離 SOIC_IC 封裝，爬電距離和凈空為 8.3 mm

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADuM4165/ADuM4166采用亞德諾半導體（Analog Devices, Inc.）的iCoupler技術實現電氣隔離，該技術經過增強，可支持高達480Mbps的運行速度，兼容USB 2.0信號的全雙工（包括復位）傳輸。為與USB 2.0規范的信號方向相匹配，這些隔離器集成了低、全、高速USB收發器和接收器，以及集成的相位鎖定環（PLL），用于重新定時和內部同步。隔離器還包含控制邏輯，可自動控制數據傳輸的方向、速度（下拉、上拉或下拉至低于標準USB 2.0速度的低功耗模式），功耗更低。

自動數據傳輸與模式

ADuM4165/ADuM4166能夠無縫地實現雙向USB D+和D - 信號的隔離這一復雜任務，且無需外部USB控制器或收發器控制信號的干預。通過隔離器內部的控制邏輯，可實現與USB通信互不干擾的隔離。該控制邏輯會監測隔離器上游和下游D+和D - 波形的活動情況，并自動確定要執行的操作，包括對內部集成的USB收發器進行適當控制，而無需用戶干預。隔離器會在輸出端重構信號，同時保持精確的定時，且不傳遞無效的SE1狀態。

此外，隔離器會傳輸枚舉信號，將數據傳輸速度設置為低、全或高速。ADuM4165/ADuM4166在主機與外設之間實現高速模式枚舉的示例如圖17所示。建立低、全或高速USB連接后，數據傳輸方向由D+或D - 輸入信號上的轉換決定。只要端點方向建立，數據傳輸就會持續進行。當檢測到足夠長的空閑狀態時，隔離器會禁用USB收發器。此時，隔離器會監測輸出側D+和D - 輸入的下一次活動。

在數據傳輸過程中，隔離器的輸入側會禁用其USB收發器，同時保持其USB接收器處于活動狀態。這樣，輸出側在傳輸數據時，能夠從輸入側接收有效的檢測數據。對于數據傳輸，會自動控制哪一側用于數據傳輸，從而使數據能夠單向流動，不會錯誤地反饋回去。此外，還包含邏輯以消除USB接收器的差分和單端信號中的抖動。通過X1或X2引腳，隔離器可將隔離信號傳輸到另一側。

重新定時及其他特性

為支持高速模式，隔離器會使用彈性緩沖器在輸出端重新定時數據，該彈性緩沖器在最初24MHz參考時鐘應用PLL鎖定之前，與X1或X2相連。這種重新定時可消除抖動和偏差，從而在USB輸出信號中提供清晰的眼圖。根據輸入信號的情況，重新定時可能會引入更少的定時誤差。X1/X2參考時鐘輸入可以是外部晶體兩端產生的振蕩，也可以是外部時鐘信號（連接到X1和XO，或X2和XO）。內部PLL參考時鐘信號會通過隔離柵傳輸到另一側。因此，只需要一個時鐘輸入。這兩個版本的隔離器允許用戶選擇在輸入端連接時鐘：側1用于ADuM4165，側2用于ADuM4166。

通過彈性緩沖器進行的重新定時行為，與USB 2.0高速集線器內的行為等效，如第7.1.12節所述。如第7.1.10節所述，同步信號（SYNC）在接收數據包時，從數據包負載的開頭開始，與EOP序列一起被剝離。隔離器會相應地從輸出中丟棄多達4個高速SYNC數據包，作為其彈性緩沖功能的一部分。所有后續數據包的內容都會通過，包括剩余的SYNC數據包、數據包負載和EOP。沒有數據被損壞。傳播延遲符合USB 2.0高速重復器的要求。隔離器能夠以高達2.0Gbps的速度重新定時數據，在數據重新定時、潛在的USB陡峭位和傳播延遲方面，具有可接受的容差。

隔離器具有特殊的低功耗模式，以支持低功耗外設。如果隔離器的一側未通電，或者外設與USB斷開連接，隔離器會進入低功耗模式。在此模式下，一些電路會關閉，以降低功耗，特別是在電池供電的設備中，有助于延長電池壽命。如果檢測到新的電源連接，隔離器會自動退出低功耗模式。如果檢測到電源連接斷開，隔離器會完全恢復到USB 2.0枚舉或現有低功耗模式，根據D+、D - 上的信號適當地進行無縫轉換，并在完成恢復時提供無抖動的上升沿和下降沿。

隔離器還在側2上提供PGOOD輸出，以指示側1和側2電源電壓正常。如果兩側都有可用的電源，PGOOD會變為高電平。