目前计算机的USB接口已经大量使用，一般每台电脑都有2到4个USB口。当一台电脑同时接多个USB外部设备时，如果这些外部设备介入了高电压干扰，就可能会烧坏电脑的USB口甚至电脑以及外设。目前电脑的几种通信接口中，MODEM口以及以太网接口由于本身具有变压器隔离所以不容易损坏，而RS-232串口也可以选用波仕的RS-232光电隔离器来进行有效的保护，只有USB以及类似的1394接口目前还没有方便的隔离保护方案。

　　实现原理

　　本文提供了一种对USB信号进行光电隔离的电路，可以使USB的接口得到保护。 图1为将USB信号（D+、D—）转换为光信号的原理框图。

　　USB信号检测电路（1）将D+和D—变换为“或”门输出DOR1和差分比较器输出RCV1。一双可控三态缓冲器（2） 
（通过控制端EN来控制逻辑“通”与“端”。当EN=“0”时，DOR=DOR1、RCV=RCV1。而当EN=“1”时，DOR和RCV为高阻状态。光发射驱动电路（3）将DOR和RCV转换为三种光强度（亮、半亮、暗）。光接收电路（4）将接收到的三种光强度（亮、半亮、暗）恢复为D+和D—的三种状态。光接收电路（4）的输出之一H的状态变化触发单稳延时电路（5）。单稳延时电路（5）的输出EN平时（即USB信号处于闲置状态时）为“0”，当其输入H有下降延（即由“1”变为“0”）时输出EN由“0”变为“1”并且保持为“1”大约1000us，然后恢复为“0”。另一双可控三态缓冲器（2）通过控制端EN来控制来控制逻辑“通”与“断”，当EN=“1”时，VP=H、VM=L，而当EN=“0”时输出VP、VM为高阻状态。

　　具体实施方式

 
图2

　　图2为将USB信号转换为光信号的具体电路图。假设USB为全速状态（12M），此时D+通过大约1.5KΩ的电阻接+5V电源。平时USB信号处于闲置（Idle）状态，此时D+为“1”（高电平，大约3至5V），D—为逻辑“0”（低电平，大约0至1.4V）。IC1为“或”门。IC2、IC4、IC5和IC6为可控三态缓冲器。其中，IC2和IC4是当其控制信号EN为“0”时导通的，而IC5和IC6是当其控制信号EN为“1”时导通的。由于IC2和IC4在不导通时（即EN为“1”时）输出为高阻状态，所以在IC2的输出端加了上拉电阻R1、在IC4的输出端加了上拉电阻R2。IC3、IC10和IC11是比较器。IC7是单稳触发电路由输入端（信号VP）下降沿触发，输出EN平时为“0”。当IC7的输入端出现一个下降沿时，其输出端将出现一个持续时间大约1000us的“1”状态，然后恢复为“0”。IC7的输出信号EN通过控制IC2、IC4、IC5和IC6来控D+、D—的“收/发”状态。由于EN平时为“0”，所以平时允许接收D+和D—（IC2、IC4导通），而禁止发送信号到D+和D—上（IC5和IC6输出为高阻态）。IC8是一个复合逻辑电路，其输入、输出以及光发射二极管的光强度关系如表1：