科技的飞速发展,使得电器进入到人们生活的方方面面,而电器的安全与我们每个人都息息相关。我们常将系统分为几个子系统,通过电路隔离即可以保证电路安全,又可以避免相互之间的干扰,提高系统的鲁棒性。隔离电路避免电流相互之间的传导,同时还需要允许两点之间有数据传输或功率传送。隔离器从原理上一般可以分为三类:光电隔离器,电感隔离器和电容隔离器。传统隔离通信采用分立元件设计,特别是光电隔离器(OC),不仅体积大,功耗高,而且通信的传输速率低,不能满足设备低功耗,高速和整机日益小型化的应用要求。为此,本文基于片上变压器,提出一种可单片集成式的数字隔离方案。片上变压器是在硅片上采用MEMS工艺制造的电感线圈对,距离只有20um,与分立式变压器相比,其具有高耦合系数,低功耗和单片可集成性,并且其对于高频信号的耦合性能更好,不存在磁饱和以及退磁时间等缺点。针对片上变压器,我们将需要传输的数字信号编码为高速脉冲,两个脉冲代表上升沿,一个脉冲代表下降沿,这样的高频脉冲流在电感线圈有很好的耦合性,在另一侧接收并按照对应的规则解码,恢复出原始信号,同时给出周期性的刷新脉冲来校正直流电位,创造性地实现了直流信号传输。这对于需要明确上电状态、较低数据速率的输入波形或恒定的直流输入等要求严格的应用场合是很重要的。基于片上变压器的隔离器在功耗、传输速率等方面具有明显优势[1]。本文以基于片上变压器的数字隔离器为研究课题,我们的设计目标是实现一个双通道的数字隔离器,能够传输DC~50Mbps的数字信号,在CSMC 0.5um工艺上验证并成功流片。文章中首先阐述了隔离器的发展历程和各种隔离器的特点,然后重点分析芯片编码和解码,并对各个模块进行了细致的仿真,以及针对该芯片应用电路进行了仿真,芯片能够在2.7V~5.5V电压范围内工作,工作温度范围是-40oC~+105oC,传输延迟33ns,数据传输速率为DC~50MBPS,动态功耗为1.8mA/通道。