在工业控制、医疗电子等敏感应用领域，隔离边界的信号处理直接影响系统可靠性和抗干扰能力。本文针对PCB设计中常见的隔离技术应用，探讨关键设计要点。

  一、隔离器件的选型决策树

 光电耦合器：

 - 基于光传输原理，实现完全电气隔离

 - 典型隔离电压：5000Vrms（如TLP785）

 - 传输延迟：μs级（高速型号可达50ns）

 - 寿命特性：LED光衰导致10年衰减约20%

 数字隔离器：

 - 采用CMOS工艺与电容/磁耦合技术

 - 隔离性能：3750Vrms（如ADI ADuM140E）

 - 传输速度：150Mbps（LVDS接口型号）

 - EMI特性：高频工作时需注意辐射抑制

 选型矩阵：

 | 参数            | 光耦优势场景         | 数字隔离器优势场景  |

 |----------------|-------------------|------------------|

 | 传输速率        | <1Mbps           | >10Mbps          |

 | 系统寿命        | 5年以下设计       | 10年以上设计      |

 | 功耗要求        | 无严格限制        | 低功耗系统        |

 | 空间约束        | 允许DIP封装       | 需SOP-16封装     |

 | 成本敏感性      | 消费级产品        | 工业级应用        |

  二、跨区等长线的实现要点

 1. 分区等长策略：

 - 在隔离边界两侧分别建立独立的等长控制域

 - 采用蛇形走线补偿时应保持线间距≥3W

 - 示例：RS-485差分对在隔离前后分别进行±50mil长度匹配

 3. 阻抗突变控制：

 - 在边界处设置阻抗渐变结构（锥形过渡）

 - 对高速信号建议添加π型匹配网络

  三、EMI吸收元件布局规范

 三级防护体系：

 1. 初级滤波：

 - TVS管（如SMAJ5.0A）距隔离器<100mil

 - 共模扼流圈优先选用绕线式（直流阻抗<1Ω）

 2. 二级吸收：

 - 铁氧体磁珠（100MHz@600Ω）并联0.1μF陶瓷电容

 - 布局在信号路径转折点后方

 3. 三级泄放：

 - 10nF/2kV安规电容跨接隔离屏障

 - 接地点距离隔离边沿≥3mm

 布局禁忌：

 ① 避免滤波元件跨越分割地平面

 ② 禁止将TVS管与DC-DC模块共用地引脚

 ③ 防止吸收电路形成环形天线结构

  四、特殊场景处理方案

 1. 混合信号隔离：

 - 对ADC采样信号实施"先隔离后滤波"策略

 - 在模拟侧布置π型滤波器（R=22Ω，C=10nF）

 2. 多级串联隔离：

 - 采用交错式布局降低寄生电容耦合

 - 每级隔离间距满足2倍爬电距离要求

 3. 高温环境设计：

 - 选择CTI≥600V的PCB基材（如Isola IS410）

 - 在隔离边界处设置2mm宽阻焊开窗

 设计人员需根据具体应用场景的参数边界进行适应性调整，建议使用电磁场仿真工具进行预验证。