零延時隔離技術(shù)的RS485息線節(jié)點設(shè)計
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傳統(tǒng)的RS485隔離總線節(jié)點是由光電耦合器和RS485總線收發(fā)器(如MAX485)構(gòu)成，使用光束來隔離和保護檢測電路，在高壓和低壓電氣環(huán)境之間提供一個安全接口。目前，一般使用6N137光電隔離器件，用MAX485作為RS485總線收發(fā)器。Toshiba公司的6N137工作電壓為5V，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10 Mbps，工作溫度一般為0～70℃；隔離電壓為2 500 V(有效值)，以DIP8封裝，每個芯片僅提供一個隔離通道，體積大，穩(wěn)定性差，功耗高，LED易老化。這些性能已經(jīng)限制了6N137在更高要求的環(huán)境中應(yīng)用。本文選用ADI公司的ADuM2483。它是一款帶隔離的RS485收發(fā)器和一個3通道的數(shù)字隔離器，是目前性價比很高的RS485收發(fā)器，功能上相當于1個MAX485和3個6N137光耦隔離器，可滿足RS485總線節(jié)點的要求。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188465.htm
2 ADuM2483簡介
ADuM2483采用的iCoupler技術(shù)是基于芯片尺寸的變壓器，而不是基于光電耦合器所采用的LED與光電二極管的組合。這種技術(shù)由于取消了光電耦合器中的光電轉(zhuǎn)換過程，并且采用iCoupler變壓器專利技術(shù)集成變壓器驅(qū)動和接收電路，從而實現(xiàn)了光電隔離器無法比擬的性能優(yōu)勢。由于使用晶片級制造工藝直接在芯片上制造iCoupler變壓器，所以iCoupler通道比光電耦合器更為有效地實現(xiàn)通道之間的集成，也更容易地實現(xiàn)其他半導體功能。
iCoupler數(shù)字隔離器無需驅(qū)動LED的外部電路，功耗僅為光電耦合器的1／10～1／50。這種新的基于電磁的隔離方法，在抗高溫影響方面遠優(yōu)于光電耦合器。iCoupler數(shù)字隔離器在125℃高溫環(huán)境下性能和可靠性并不下降，因此可以采用低成本、小體積的SOIC封裝。另外，iCoupler數(shù)字隔離器的隔離通道具有比光電耦合器更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、時序精度和瞬態(tài)共模抑制能力，因此非常適合于各種工業(yè)上的應(yīng)用(包括數(shù)據(jù)通道、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，以及其他多通道隔離應(yīng)用)。
ADuM2483包括1個3通道隔離器、1個帶三態(tài)輸出的差分驅(qū)動器和1個帶三態(tài)輸入的差分接收器。其1／8單位負載的接收器輸入阻抗允許多達256個收發(fā)器接入總線，最高傳輸速率可達500 kbps；邏輯端兼容3 V／5 V工作電源，總線端5 V供電。
ADuM2483采用限擺率驅(qū)動器，較低擺率降低了不恰當?shù)慕K端匹配和接頭產(chǎn)生的誤碼。其接收輸入具有真正的失效保護功能，當接收器輸入為開路、短路、或空閑時，真正的失效保護可使接收器的輸出邏輯變高。在上電過程中或接入一個已上電的底板時，其熱插拔回路可消除由于對使能和差分接收器輸入端的擾動而導致的錯誤數(shù)據(jù)。ADuM2483的驅(qū)動器具有短路電流限制，并可以通過熱關(guān)斷保護電路將驅(qū)動器輸出置為高阻狀態(tài)，防止過度的功率損耗。芯片封裝采用易于使用的SOW16封裝，工業(yè)級溫度范圍內(nèi)無需任何分立元件就可實現(xiàn)RS485功能。其主要特點如下：
◆傳輸速率高，最高可達500 kbps；
◆帶載能力強，總線上最多可以掛接256個節(jié)點；
◆具有±2 kV的ESD保護功能和熱關(guān)斷保護功能；
◆工業(yè)級溫度范圍為－40～+85℃；
◆瞬態(tài)高共模抑制能力，真正防故障裝置的接收輸入端；
◆低功耗，最大2．5 mA的工作電流；
◆體積更小，集成度高，大大減小了印制電路板的面積。
3 RS485總線節(jié)點設(shè)計
ADuM2483所隔離的兩端有各自的電源和參考地。其中，邏輯端電壓為2．7～5．5 V，可以實現(xiàn)低電壓供電，從而進一步降低系統(tǒng)功耗；總線端5 V供電，本文設(shè)計的接口電路的邏輯端電壓采用5 V供電。電源和參考地之間需接入0．1μF龜容，以濾除高頻干擾。需要注意的是：圖中，GND1與GND2是2個不同的參考地，否則將達不到隔離的效果。
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