SPI通信方法适用的线缆距离不超过10米，通信距离更长时，通常需要用到中继器，这是因为随着线缆增长，其线缆阻抗相应增加，由此导致信号衰减。然后必须再次放大信号。与此同时，线路会获得更高的信噪比(SNR)。可利用ADI提供的isoSPI通信接口IC LTC6820 等器件来读取这些信号。

 

得益于该器件的创新式设计，可以使用双绞线电缆和适用的变压器来增强电气隔离，由此相对轻松地最大化SPI通信。

 

由于工业环境通常比较恶劣，所以需要使用电气隔离通信部件来保护用户免受危险电压影响，同时确保系统的可靠性。此外，尽管偶尔会出现共模电压，隔离也可以帮助实现精确测量。因此，要将输入级与系统的其余级分隔开来，同时仍然实现连接，隔离栅的使用就非常关键。

 

图1显示了所有从服务器如何受一个主服务器控制。主服务器和从服务器可以是微控制器或ADC，通常通过自身的SPI接口与传感器或微控制器连接。因此，LTC6820能够在两个完全电气隔离的器件之间实现SPI通信所需的双向数据传输。它将来自主服务器的SPI信号编码为速率最高1Mbps的差分信号，然后通过电气隔离栅和双绞线传输。到了电缆另一端之后，差分信号再次由LTC6820接收并解码为SPI信号，然后再路由到从服务器总线。LTC6820还提供驱动信号通过隔离栅所需的电流。这些电流通过外部电阻，调整为符合系统要求的值，例如所需的线缆长度、SNR和抗扰度。

 

图1. 隔离式SPI接口，通过共用的主控制器来控制多个电路板（从控制器）。

 

但是请注意，虽然使用了SPI中继器，数据速率仍是有限的，取决于电缆长度。例如，图1中使用100米CAT5电缆的电路的数据速率仅为0.5 Mbps左右，是LTC6820所能提供的1 Mbps最大值的一半（见图2）。

 

图2. 使用CAT5电缆时，数据速率与电缆长度的关系。

 

通过使用 isoSPI 通信IC，可以简化远距离隔离传输SPI通信信号电路的复杂性，因为可以省去传统电路通常需要的大量组件。此外，使用LTC6820可以实现最长100米的通信距离（在工业设置中并不少见）。LTC6820还可轻松实现菊花链应用（一个主控制器控制多个从控制器）。而且，该器件非常适合电池监测系统应用，这是因为电池监测系统包含部分可能存在爆炸风险的充电单元（例如，锂离子电池），需要实施电气隔离通信。

 

LTC68200

AEC-Q100通过汽车应用认证

1Mbps隔离式SPI数据通信

使用标准变压器实现简单的电气隔离

单条双绞线上的双向接口

支持长达100米的电缆

极低EMI敏感性和辐射

针对高抗噪能力或低功耗应用可配置

设计用于ISO26262兼容系统

在大多数SPI系统中无需软件变更

超低2µA空闲电流

自动唤醒检测

工作温度范围：−40°C至125°C

2.7V至5.5V电源供电

支持1.7V至5.5V的所有逻辑接口

提供16引脚QFN和MSOP封装