四通道数字隔离器：ISO7241A
简 介：本文测试了德州仪器ISO7241A四通道数字隔离芯片的基本功能。该芯片采用SOIC-16封装，支持1Mbps传输速率，提供2500Vrms隔离耐压。测试显示：静态工作电流约20mA；在输入方波频率<1MHz时，输入输出保持同相（延迟约70ns）；当频率超过1.1MHz后输出异常，验证了其1MHz的带宽限制。该芯片适用于工业总线、PLC等需要电气隔离的低速数字信号传输场景，但TI已将其列为生命周期末期产品。测试通过简易PCB验证了芯片的基础性能参数。
关键词：ISO7241A
四通道数字隔离ISO7241
- ISO7241A 1-Mbps QUAD Digital ISOLATORS
01【数字隔离ISO7241A】
一、测试背景
在这个测试电路板上有一些有趣的芯片， 请问这颗ISO7241芯片， 之前没有使用过，经过网络检查， 发现它是一个四通道数字隔离芯片。 下面设计一个测试电路， 检查一下它的基本功能， 为之后使用它打下基础。 在这里呢我们仅仅将它所有的输入输出都连在一起。 查看一下输入对输出的影响。 对于它的隔离功能，就在这里呢就不再进行测试了。 铺设单面PCB适合一分钟制板一分钟之后呢， 我们得到测试电路板， 焊接清洗电路板，下面对它进行测试。
二、芯片查询
芯片完整信息
1、完整型号
ISO7241A（丝印上方95CE4ET为生产批次码，G4为晶圆批号；原厂：德州仪器TI）
封装常规为SOIC-16宽体封装。
2、器件大类：四通道数字隔离器（电容耦合式数字隔离芯片）
核心参数
- 通道排布：3路同向信号 + 1路反向信号（ISO7240为4通同向，ISO7242为2进2出）
- 最高传输速率：1 Mbps
- 隔离耐压：标准款2500 Vrms，增强版可达5000 Vrms（符合UL1577安全隔离标准）
- 供电电压：单端3.3V / 5V均可工作
- 工作温度：-40℃ ~ +125℃，工业级温区
- 输入带TTL电平阈值+内置噪声滤波，具备输出失效安全机制（输入失电时输出锁定为高电平）
核心功能作用
- 电气隔离：依靠SiO₂二氧化硅电容隔离壁垒，分割系统两侧不同电位的地平面，阻断高压浪涌、共模干扰、地环路电流，保护低压主控芯片不被高压侧损坏。
- 数字信号隔离传输：隔离传输GPIO、SPI、UART、PWM等低速数字信号，两侧电路相互电气绝缘。
- 搭配隔离电源使用时，可实现强弱电系统完全隔离，提升设备EMC抗干扰能力与电气安全。
典型应用场景
工业现场总线接口、伺服驱动电路、PLC模块、医疗设备、电表/电力采集装置、串口通信隔离、高压检测采集板卡。
补充说明
该芯片目前TI已进入生命周期末期（推荐替换为ISO7741等新一代隔离器），现有存量货品仍可正常使用。
三、测试结果
给芯片施加5伏的工作电源， 输入输出都空着， 芯片的静态工作电流为19.8 毫安。 下面测试一下它的输入输出信号。
将ISO7241的输出使能端悬空，按照它的数据手册说明， 它的使能端口在此情况下，输出为使能状态。 在输入端通过DG1062产生10K赫兹的方波信号，峰值为5伏。 使用示波器双通道，对比ISO7241A的输入输出信号， 可以看到可以看到它们是同相的信号。 测量输出、输入之间的时间延迟， 在下降沿，输出信号比输入信号延迟了大约70纳秒， 在上升沿输入输出之间的延迟也是大约70纳秒左右。
将输入信号的频率提高到一兆赫兹， 可以看到输入输入之间仍然是同向的方波信号。 将输入信号的频率提高到两兆赫兹，输出就没有信号了。 设置输入信号为1.1兆赫兹， 输出的信号还是正常。 但当输入信号的频率提高到1.2兆赫兹时， 输出信号就已经出现异常了， 这也说明ISO7241a它对于输入信号的频率是有上限的， 输入信号的传播频率不能够超过一兆赫兹。
※总结 ※
本文对于4通道数字隔离芯片， ISO7141的基本功能进行了测试， 它的静态工作电流大约为20毫安左右。 在输入方波频率小于一兆赫兹时， 输入输出为同相的方波信号。 当输入方波信号的频率超过1.1兆赫兹之后， 输出信号就不正常了。
■ 相关文献链接:
- ISO7241A 1-Mbps QUAD Digital ISOLATORS