I2C 接口具有电流隔离、线或功能、改进的噪声容限

此设计理念描述了一种简单有效的方法，可为连接在 I2C 总线上的设备提供光隔离（图 1 ）。它改进了早期版本（参考 1）。SDA 和 SCL 位于 I2C 总线的总线主机侧；SDA 1 和 SCL 1 在从设备端。光隔离时钟线相当容易，因为它是单向的，从主设备到从设备。P 沟道 MOSFET Q 3为快速光耦合器 IC 2的 LED 提供电流，缓冲时钟线。

图 1 该电路提供从设备到 I2C 总线主设备的隔离、双向、线或连接。

然而，数据线是双向的。这部分电路是对称的。电阻器 R 6 和 R 7 是总线从设备侧的 I2C 上拉电阻器，R 3和 R 1 是与 SDA/SCL 侧的主 I2C 上拉电阻器并联的虚拟上拉电阻器。如果 SDA 和 SDA 1 线都为高电平——也就是说，没有 I2C 设备将它们拉低——Q 1 关闭，没有电流流入光耦合器 IC 2的 LED ，IC 2的引脚 7 为高电平，Q 2 关闭，光耦IC 1的LED 也熄灭。

如果设备将 SDA 线驱动为低电平，Q 1和 IC 2 的 LED 将关闭，将 IC 2的引脚 7 驱动为低电平；二极管D 2 然后开始导通。结果是 SDA 1线上的低电平 ——IC 2的低输出电压加上肖特基势垒二极管 D 2 的阈值电压。在这种情况下，重要的是要注意 IC 1的 LED 没有打开，因为施加在它上面的电压低于它的阈值。这种情况意味着电路没有闩锁，一旦释放 SDA 线，它就可以从这种状态恢复。

Q 3 和 PNP BJT（双极结型晶体管）Q 1有效地缓冲了两条 SDA/SCL 线，因此当它们连接到总线时，没有额外的电流流入连接到总线的 I2C 设备的集电极开路和漏极级按住线。此配置允许光隔离接口反复拉低，提供线或功能。为 D 1 和 D 2使用肖特基势垒二极管 而不是普通二极管可以降低总线上的低电平电压，从而提高噪声容限。