RS-485串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議

圖1. 測(cè)試裝置

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常從兩個(gè)不同廠商選擇驅(qū)動(dòng)器和接收器，多數(shù)設(shè)計(jì)人員最關(guān)注的是RS-485驅(qū)動(dòng)器的傳輸距離和速度。Maxim驅(qū)動(dòng)器(這里指MAX3469)與其它制造商的驅(qū)動(dòng)器性能比較如圖2、圖3所示。

圖2. 在特定比特率、電纜長(zhǎng)度下的抖動(dòng)特性，抖動(dòng)是在±100mV差分信號(hào)下測(cè)量的

圖3. 在特定比特率、電纜長(zhǎng)度下的抖動(dòng)指標(biāo)，抖動(dòng)是在0V差分信號(hào)下測(cè)量的

通過(guò)觀察驅(qū)動(dòng)器的差分輸出信號(hào)的完整性，利用示波器確定80mV與-400mV之間的翻轉(zhuǎn)門(mén)限(由于接收器具有200mV至-200mV的輸入范圍和噪聲裕量，因此選取這一門(mén)限范圍)。然后，當(dāng)脈沖(比特)開(kāi)始“傳送”時(shí)，用眼圖確定失真度、噪聲以及碼間干擾(ISI)。

ISI指標(biāo)限制了比特率，以保證系統(tǒng)能夠在脈沖之間識(shí)別出傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)圖1電路的測(cè)試結(jié)果表明翻轉(zhuǎn)門(mén)限與眼圖模板之間具有相關(guān)性。該眼圖模板存在50%的抖動(dòng)，按照National Semiconductor的應(yīng)用筆記#977[3]所介紹的方法進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量0V差分信號(hào)和±100mV差分信號(hào)下的抖動(dòng)，得到圖4和圖5所示數(shù)據(jù)

圖4. Maxim的MAX3469與其它RS-485驅(qū)動(dòng)器件的眼圖對(duì)比[4]

圖5. MAX3469的眼圖

對(duì)于一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)，從±100mV差分信號(hào)(圖4)或0V差分信號(hào)(圖5)下的測(cè)試結(jié)果可以看出比特率與電纜長(zhǎng)度的關(guān)系。+100mV和-100mV門(mén)限能夠正確切換差分信號(hào)大于200mV的信號(hào)，因此，該門(mén)限值可確保接收器正確接收數(shù)據(jù)(圖5數(shù)據(jù)僅適用于可在0V差分輸入下切換的理想接收器)。

眼圖和故障模式

采用340英尺的5類(lèi)電纜，圖2給出了39Mbps傳輸速率下的驅(qū)動(dòng)器輸出眼圖，圖中，信號(hào)從“眼”的中間穿過(guò) - 這種情況表明可能出現(xiàn)誤碼。然而，在相同數(shù)據(jù)速率下，Maxim公司的器件不會(huì)出現(xiàn)這種情況(圖3)。Maxim的收發(fā)器具有對(duì)稱(chēng)的輸出邊沿和較低的輸入電容，性能良好。
采用上述測(cè)試對(duì)兩款驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行比較。當(dāng)數(shù)據(jù)速率較高、電纜較長(zhǎng)時(shí)，Maxim驅(qū)動(dòng)器的性能更出色。圖5給出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中Maxim器件的傳輸速率和距離的估計(jì)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，所產(chǎn)生的誤碼大致符合50%抖動(dòng)極限的要求。