【EE問答】如何選擇RS-232/RS-485/RS-422轉(zhuǎn)換器

　　您的計(jì)算機(jī)或者您的設(shè)備也許只有rs-232口，如果要進(jìn)行有效而可靠的rs-485或rs-422通信，就要為您的應(yīng)用選擇正確的rs-232/rs- 485/rs-422轉(zhuǎn)換器。是半雙工的rs-485還是全雙工的rs-422?要光電隔離還是非光隔?是要外部供電還是無須供電?是高速還是低速?本文就通過介紹波仕電子的幾種常用的轉(zhuǎn)換器的分類幫助讀者正確選擇轉(zhuǎn)換器。

　　半雙工與全雙工的分類

　　波仕電子的轉(zhuǎn)換器從大類上分為rs-485(半雙工)和rs-485/422(半雙工/全雙工通用)

　　1.半雙工形式：rs-485

　　rs-485一般就是指半雙工。如果有人說要“全雙工的rs-485”，那實(shí)際就是rs-422。半雙工通信使用同一根傳輸線，即可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收。在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工形式即可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。

　　半雙工通信中每端需有一個(gè)收/發(fā)切換電子開關(guān)，通過切換來決定數(shù)據(jù)向哪個(gè)方向傳輸。因?yàn)橛星袚Q，所以會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，信息傳輸效率低些。但是對(duì)于像打印機(jī)這樣單方向傳輸?shù)耐鈬O(shè)備，用半雙工方式就能滿足要求了，不必采用全雙工方式，可省一根傳輸線。

　　波仕電子的rs-232/rs-485轉(zhuǎn)換器使用了獨(dú)特的零延時(shí)自動(dòng)收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù)，直接從rs-485信號(hào)中用硬件方法提取收發(fā)切換控制信號(hào)，并且具備零延時(shí)的性能。零延時(shí)指收發(fā)切換過程轉(zhuǎn)變時(shí)間為0，在使用時(shí)與rs-232通信一樣。

　　2.全雙工形式：rs-232、rs-422

　　rs-422一般就是指全雙工。如果有人說要“半雙工的rs-422”，那實(shí)際就是rs-485。

　　全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。

　　在全雙工方式中，每一端都有發(fā)送器和接收器，有兩條傳送線，可在交互式應(yīng)用和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中使用，信息傳輸效率較高。

　　波仕電子的全雙工轉(zhuǎn)換器一般都是半雙工全雙工通用的，也就是rs-485/rs-422通用的。rs-232是全雙工的，rs-422也是全雙工的，而rs-485是半雙工的。

　　這里就會(huì)有一個(gè)問題：如果rs-232的數(shù)據(jù)有同時(shí)收發(fā)的，那半雙工的rs-232/rs-485能否實(shí)現(xiàn)呢?答案是不能夠。rs-232/rs- 485轉(zhuǎn)換器正確工作的前提的rs-232的發(fā)送與接收不要同時(shí)進(jìn)行。雖然計(jì)算機(jī)的rs-232口有緩沖存儲(chǔ)器，但是那僅僅就是1到2個(gè)字節(jié)。

　　高速與低速：數(shù)據(jù)的傳輸速率

　　串行通信的傳輸受到通信雙方配備性能及通信線路的特性所左右，收、發(fā)雙方必須按照同樣的速率進(jìn)行串行通信，即收、發(fā)雙方采用同樣的數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)傳輸率批量的是串行通信中每一秒所傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位是bit/s，簡寫為bps。經(jīng)常可以看到產(chǎn)品的規(guī)格書上都寫著4800bps、9600bps、 19200bit/s、38400bit/s······，所指的就是數(shù)據(jù)傳輸率。在異步串行通信中，每傳送一個(gè)字符需要8位，如果采用數(shù)據(jù)傳輸率 4800bit/s進(jìn)行傳送，則每秒可以傳送600個(gè)字符。

　　就儀器或工業(yè)場合來說，4800bit/s、9600bit/s是最常見的數(shù)據(jù)傳輸率，現(xiàn)在的個(gè)人計(jì)算機(jī)所提供的串行端口的數(shù)據(jù)傳輸率最高都可達(dá)到 115200bit/s，若傳輸距離較近而設(shè)備也提供時(shí)，使用最高的數(shù)據(jù)傳輸率也可以。最高通信速率為19200bps的轉(zhuǎn)換器我們歸類為“低速”、最高通信速率為115200bps的轉(zhuǎn)換器我們歸類為“高速”。

　　光電隔離與非光電隔離：接口的耐高電壓保護(hù)

　　rs-485/422通信距離可以達(dá)到1200米以上，由于距離較遠(yuǎn)，會(huì)存在較大的地電位差以及各種各樣的干擾信號(hào)，會(huì)影響通信。采用光電隔離可有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。光電隔離技術(shù)是破壞地干擾途徑的抗干擾方法，硬件上常用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)電→光→電的隔離，他能有效地破壞干擾源的進(jìn)入，可靠地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離，并易構(gòu)成各種功能狀態(tài)。

　　波仕電子的光電隔離轉(zhuǎn)換器可以耐2500v電壓，建議凡是有通過室外布線的rs-485都選用光電隔離的rs-232/rs-485/422轉(zhuǎn)換器。

　　光電耦合器件是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)組裝在一起，通過光線實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成電一光和光一電的轉(zhuǎn)換器件。

　　光電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種噪聲干擾，使通道上的信號(hào)噪聲比大為提高，主要有以下幾方面的原因： (1) 光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的噪聲電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑制掉了。(2) 光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地;之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾噪聲都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。

　　有源與無源：是否需要外接電源

　　波仕電子發(fā)明了無源的rs-232/rs-485/422轉(zhuǎn)換器，直接從rs-232的信號(hào)線中提取供電電壓，也稱為rs-232竊電技術(shù)。波仕的竊電技術(shù)能夠提供足夠高的功率，不僅可以對(duì)非光隔的轉(zhuǎn)換器供電，還可以驅(qū)動(dòng)光電隔離的轉(zhuǎn)換器，甚至rs-232到光纖的轉(zhuǎn)換器以及數(shù)據(jù)采集器。只有足夠的竊電功率才能夠保證rs-485/422的通信距離。而外接電源一般是高速光隔轉(zhuǎn)換器(g485ha、g485hc)才需要，再就是一些特殊用途的情況，比如rs-232口的電壓明顯偏低的情況。型號(hào)為u485a、u485c的轉(zhuǎn)換器是比較特殊的：有源/無源通用。這是指u485a、u485c當(dāng)作光隔的轉(zhuǎn)換器使用時(shí)需要外接5v電源，如果選擇產(chǎn)品的跳線設(shè)置也可以無須外接電源(無源)，這時(shí)地線是不隔離的，所以算成非光隔。h485a和h485c是有源的，它們都帶有ttl轉(zhuǎn)換功能，不僅實(shí)現(xiàn)rs-232與ttl的轉(zhuǎn)換，也實(shí)現(xiàn)ttl與rs-485或rs-422的轉(zhuǎn)換。無源非光隔的轉(zhuǎn)換器有485a、 485c。無源光隔的轉(zhuǎn)換器有485ta、485tc。

　　無源的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，波仕的無源轉(zhuǎn)換器以及有源轉(zhuǎn)換器的rs-485具有一樣的性能。