长久以来，共模静态规格已经成为测量与比较采用不同架构或技术隔离器的产业标准，然而旧的标准目前已经不再适合做为测量和比较的指针，原因是了解终端系统运作状态下输入与输出变化时的共模抑制(CMR, Common Mode Rejection)效能非常重要，如果可以进一步探讨隔离器所采用的技术，例如光学、磁光、电容或射频将可以使选择的过程更加妥善。

历史最久并且最为完善的为使用红外线的隔离技术，光学技术也是唯一由国际认可IEC 60747-5-5安全标准涵盖的技术，光耦合器为允许信号于电路或系统间传送，并保持电路或系统间电气隔离的光电耦合半导体组件，市场上提供有单一或多信道光耦合器产品，光耦合器有时也称为光电耦合器或光隔离器。

图1显示了典型光耦合器中的构成部件，通过提供足够的绝缘厚度，可以将输入与输出间的寄生电容耦合降到最低，从而提高光耦合器的CMR，另外，安华高科技(Avago Technologies)更透过使用环绕光侦测器的内部法拉第屏蔽(Faraday shield)进一步强化光耦合器的CMR，这个屏蔽允许光传输并将其他任何电气干扰接地。

以最简单的型式来看，光耦合器包含一个做为信号传输的LED与做为信号侦测的光传感器，并在发射器与侦测器间加入绝缘电压介电材料，图2的封装X光图显示了基本的构成部件。

发射器与侦测器间的介电绝缘材料对于建立高电压耐受能力非常重要，并由国际安全标准加以定义，原因是它的厚度与介电强度决定了光耦合器的高电压绝缘能力。

图一 : Avago公司光耦合器内部结构图。

图二 : 光耦合器的X光图。

封装的选择也可以使隔离器更为可靠并符合较严格的安全标准，Avago的光耦合器由于在输入LED到光侦测器的绝缘穿透距离(DTI, Distance Through Insullation)上大于其他非光学隔离组件，因此具有较好的CMR效能，爬电距离与电气间隙封装规格也由安全标准定义并标注于产品规格书中，产品规格通常随特定封装型态而在功能上有所不同。

如何测量静态CMR？

图3中的CMR测试电路显示了典型波形，由隔离器的输入到输出送入一个脉冲来仿真共模噪声，并于输出观察可能发生的干扰，如果输出维持在稳定状态并且没有发生任何短暂的逻辑位准变化，那么就代表通过测试。

输入端的双向开关使得输出不管在逻辑高电位与低电位时都可进行CMR测量。

图三 : 共模抑制(CMR)的测试电路与典型波形。

CMR效能会受到隔离器输出状态的影响，CMRL代表输出为逻辑低电位时的CMR，CMRH则为逻辑高电位输出的共模抑制能力，CMRL和CMRH在静态直流输入与输出条件下的测量代表了终端应用在空闲或待机状态下的可能反应。

基本上了解系统动作，也就是隔离器输入与输出信号变动时的CMR效能也非常重要。

何谓动态CMR？

动态CMR规格由输入与输出变化时的CMR测量决定，因此进行隔离器真实工作状态的仿真，图4为测量动态CMR的测试电路。

图4中的动态CMR测试安排类似于静态CMR测试，不同的是振荡器会随时改变输入信号，由于加入高共模电压可能会对信号产生器的接地线造成破坏性电压突波，因此绝对不要使用信号产生器。

图四 : 测量动态CMR的测试电路。

光耦合器、磁光隔离器、电容式隔离器以及射频隔离器的动态CMR比较

比较不同技术或制造商提供的隔离产品非常容易，我们使用5V电源以及5MHz的振荡器来仿真10MBd的输入数据率进行采用光学、磁光、电容与射频技术的隔离器动态CMR效能测量。

在各种受测隔离器中，Avago的超低耗电10MBd数字式光耦合器ACPL-M61L表现出最好的动态CMR效能，即使在1kV共模电压下加入48kV/μs的高电压脉冲，组件输出也没有任何明显的干扰现象，这个数字高于产品规格书中的1kV共模电压下35kV/μs标准值，图5为Avago的ACPL-M61L于动态CMR测试过程中的示波器截图。

图五 : 高电压共模噪声电压突波基本上也很难对Avago的ACPL-M61L光耦合器的输出造成影响。

与光耦合器比较，其他非光学隔离器的动态CMR效能测试结果都低了许多，没有任何一个其他技术隔离器，包括磁光、电容和射频等可以达到1kV共模电压下超过5kV/μs的动态CMR值，图6、图7与图8中的磁光隔离器、电容式隔离器以及射频隔离器波形都受到高电压脉冲的影响而造成错误的输出，其中影响最大的是图9的射频隔离器，部分时间甚至进入无法使用的状态并造成输出漏失输入脉冲。

图六 : 磁光隔离器输出对高电压噪声突波的响应显示了大量的输出干扰。

图七 : 电容式隔离器对高电压噪声突波的输出响应显示了输出上的突波。

图八 : 射频隔离器输出输出对高电压噪声突波的响应显示了输出上的突波。

图九 : 采用射频技术的隔离器显示了输出漏失部分脉冲。

在工业环境中基本上无法避免高电压共模噪声，但正确选择隔离器技术可以有效保护这类恶劣环境中重要数据传输的信号完整性，需要安全稳固隔离解决方案的应用环境包括：工业阀门控制、电机控制、风力与太阳能发电、车辆运输、MRI与CAT医疗应用、电梯与旅客运输系统、白色家电、仪器设备以及智能电表等。

Avago先进的芯片设计以及特有的封装技术可以提高光耦合器的高电压效能与噪声抑制能力，并提供耗电更低的解决方案，具备低电流传输比变化的更长寿命LED使得光耦合器成为要求安全与效能应用的可靠长期隔离解决方案。