アイソレータ

アイソレータは、安全性、ノイズ耐性、または機能上の理由から電気的に分離しておく必要がある回路の2つのセクション間で信号を伝送するために使用されるコンポーネントです。ガルバニック絶縁と呼ばれるこの電気的分離は、データや制御信号を通過させながら電流の流れを防止します｡アイソレータは、産業オートメーション、モータ制御システム、医療用電子機器など、高電圧やノイズの多い環境では特に重要です。アイソレータは、サブシステム間の安全な通信を、直接電気的に接触することなく安全な通信を可能にする信号レベルのデバイスです。

アイソレータには、主に光アイソレータ（オプトカプラとも呼ばれる）とデジタルアイソレータの2つのタイプがあります。光アイソレータは、光を使用して絶縁バリアを越えて情報を伝送します。一般的なオプトカプラは、入力側がLED、出力側がフォトトランジスタ、フォトダイオード、SCR、トライアックなどで構成されています。LEDに電流が流れると、LEDが発光し、出力コンポーネントがアクティブになり、絶縁側で信号を再現できるようになります。オプトカプラは、マイクロコントローラインターフェース、SMPS（スイッチモード電源）フィードバックループ、PLC入力モジュールなど、中程度の速度と高電圧絶縁を必要とするアプリケーションで広く使用されています。シンプルで電気ノイズ耐性に優れているため、よく好まれています。

一方、デジタルアイソレータは、光に依存しません。その代わり、通常は容量性カプリングまたは磁気カプリングを使用して、絶縁バリアを越えてデジタル信号を伝送します。これらのアイソレータは、オプトカプラに比べて、より高いデータレート、より低い消費電力、より優れた温度安定性、LEDの経年劣化を避けることによる長寿命など、いくつかの利点を提供します。デジタルアイソレータは、タイミングと信号インテグリティが重要となるSPI、I²C、UARTなどの高速通信インターフェースに特に適しています。ただし、設計や用途によっては、特定の種類の過渡干渉に対してより敏感になる可能性があります。

光アイソレータとデジタルアイソレータのどちらを選択するかは、信号タイプ（アナログまたはデジタル）、速度、電圧絶縁要件、環境条件、期待される信頼性など、いくつかの要因によって決まります。たとえば、高電圧アナログフィードバックパスでは、ノイズ耐性が強いため、依然としてオプトカプラが好まれる可能性がありますが、高速、コンパクト、低電力のデジタルシステムにはデジタルアイソレータの方が適していることがあります。