通用串行總線(USB)正迅速成為大部分PC外設(shè)的標準接口。由于它具有出色的速度、靈活性，并且支持設(shè)備熱插拔，因而正在取代RS-232和并行打印機端口。工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備制造商也非常希望使用這種總線，但苦于沒有很好的方式來為控制危險電壓的機器連接或者醫(yī)療應(yīng)用中的低泄漏防去顫連接提供必要的隔離，導(dǎo)致應(yīng)用推廣相當緩慢。

　　ADuM4160主要設(shè)計用作USB外設(shè)的隔離元件。但在某些情況下，它也可以用于隔離主機。為此，必須先解決幾個問題。ADuM4160上游和下游的緩沖器完全相同，均能驅(qū)動USB電纜，但下游緩沖器還必須能夠根據(jù)與之相連的全速或低速外設(shè)調(diào)整速度。

　　在構(gòu)建專用外設(shè)接口的應(yīng)用中，速度是已知的并且不會改變，而主機應(yīng)用則不同，必須隨機應(yīng)變。ADuM4160通過引腳以硬連線方式確定單一速度。因此，當插入下游側(cè)的外設(shè)速度正確時，它正常工作；當所連外設(shè)的速度不正確時，它無法工作。解決這一問題的辦法是將ADuM4160與一個集線器控制器相結(jié)合使用。

　　可以將集線器控制器的上游側(cè)看作是一個標準的固定速度外設(shè)端口，利用ADuM4160可以很容易對其進行隔離，而下游端口的速度則由集線器控制器處理。集線器控制器轉(zhuǎn)換不同速度的外設(shè)，以便與上游端口速度相匹配。圖1電路顯示在某個設(shè)計中如何使用一個雙端口集線器芯片來隔離兩個下游主機端口，這種處理可以使設(shè)計完全符合USB規(guī)范。

　　上游USB連接器所用的電源從USB電纜提供的5 V VBUS電壓獲得。集線器芯片必須提供未使用ADuM4160時所需要的所有信號和上拉/下拉電阻。所選的集線器芯片為 SMSC USB2512雙端口USB集線器控制器，它具有低成本和小尺寸的特點。此外，還可以使用相同尺寸的4通道版本。本設(shè)計為全功能型，通過MIC2026配電開關(guān)支持各通道的限流功能，并具有充足的離線穩(wěn)壓電源，可為下游各通道提供2.5 W功率。下游側(cè)的電源由一個壁式電源適配器和ADP3339 LDO調(diào)節(jié)器（5 V選項）提供。此器件可提供非常低的壓差，從而降低了對壁式電源適配器的調(diào)節(jié)要求。其小尺寸特點和1.5 A電流能力非常適合這種通用電路，其下游外設(shè)可能需要電纜的全部功率才能工作。

　　ADuM4160具有多種電源、速度和保護選項，必須加以確定。外設(shè)以三種速度之一運行：低速(1.5 Mbps)、全速(12 Mbps)和高速(480 Mbps)。ADuM4160不支持高速運行，會阻止用于協(xié)商該速度的握手信號。所選的集線器芯片支持高速運行，但ADuM4160的正常運行不允許這種模式。必須通過SPU和SPD引腳的狀態(tài)將ADuM4160設(shè)置為以全速工作。在目前的原理圖中，SPU和SPD引腳連接到3.3 V穩(wěn)壓電源VDD1和VDD2，從而將器件設(shè)置為全速運行。

　　可以通過VBUSx引腳提供5 V電源。3.3 V信號電壓由內(nèi)部3.3 V調(diào)節(jié)器在VDDx引腳產(chǎn)生。另一種選擇是直接向VBUSx和VDDx提供3.3 V電源。器件能夠檢測到這種配置，并直接使用3.3 V電源，禁用內(nèi)部調(diào)節(jié)器。出于說明需要，ADuM4160配置為接受一個3.3 V外部電源，并且旁路內(nèi)部調(diào)節(jié)器。VBUS2和VDD2引腳短路連在一起，由ADP3330 LDO調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的3.3 V外部電壓供電。

　　ADuM4160還提供一個選項，可以在外設(shè)控制下延遲應(yīng)用上游上拉電阻。此功能由PIN輸入控制。在本應(yīng)用中，PIN輸入短路至高電平，因此，只要對集線器芯片施加電源，就會用到上游上拉電阻。在有些應(yīng)用中，可以將它連接到一個控制器的GPIO引腳，可以采用一個固定延遲電路，或者可以像本電路一樣連接。如何使用此功能取決于設(shè)計人員。

　　本電路還顯示了EOS/ESD保護器件。這些器件選自那些提供各種不同器件的制造商，所選的特定器件允許用0 Ω短路電阻予以代替，以便將其從電路中移除。設(shè)計人員應(yīng)當仔細考慮保護器件選擇，包括不需要外部保護到需要全套瞬變抑制器和濾波器元件的各種情況。本應(yīng)用電路所包括的元件是可以使用的典型元件。