rs-485接口電路完全指南(編輯修改稿)
2025-04-28 23:07 本頁面
【文章內容簡介】 足。有幾種方法可以提供保護，最有效的方法是通過電流隔離，后面會討論這個方法。電流隔離能夠提供更好的系統(tǒng)級保護，但是價格也更高。更流行并且比較便宜的方案是使用二極管保護。使用二極管方法代替電流隔離是一種折衷方法，在更低層次上提供保護。外接二極管和內部集成瞬態(tài)保護二極管的例子如下圖所示：圖5所示RS485收發(fā)器SN75LBC176外接二極管來防止瞬態(tài)毛刺。RT通常是終端匹配電阻，等于電纜特性阻抗R0。圖6所示內部集成瞬態(tài)抑制二極管的RS485收發(fā)器SN75LBC184，用于既希望使用完整RS485功能，PCB空間又受限的場合。SN75LBC184在內部集成了保護二極管，針對高能量電氣噪聲環(huán)境，可直接替換SN75LBC176。許多RS485應用也要求提供失效保護，失效保護對于應用層是很有用的，需要仔細考慮并充分理解。在任何多個驅動器/接收器共用同一總線的接口系統(tǒng)中，驅動器大多數時間處于非活動狀態(tài)，這個狀態(tài)被稱為總線空閑狀態(tài)。當驅動器處于空閑狀態(tài)時，驅動器輸出高阻態(tài)。當總線空閑時，沿線電壓處于浮空狀態(tài)(也就是說，不確定是高電平還是低電平)。這可能會造成接收器被錯誤地觸發(fā)為高電平或低電平(取決于環(huán)境噪聲和線路浮空前最后一次電平極性)。顯然，這種情況是不受歡迎的。在接收器前面需要有相關電路，將這種不確定狀態(tài)變成已知的、預先約定好的電平，這稱之為失效保護。此外，失效保護還要能防止因短路而引起的數據錯誤。有很多方法可以實現失效保護，包括增加硬件電路和使用軟件協議。盡管軟件協議實現起來比較復雜，但這是優(yōu)先推薦的方法。但是因為大多數系統(tǒng)設計師、硬件設計師更喜歡使用硬件實現失效保護，增加硬件電路實現失效保護更經常被使用。無論出現短路還是開路情況，失效保護電路必須為接收器提供明確的輸入電壓。如果通訊線所處環(huán)境非常惡劣，則線路終端匹配也是必須的。目前很多廠商開始將一些失效保護電路(如開路失效保護)集成到芯片內部。通常這些額外的電路只是在接收器同相輸入端增加一個大阻值上拉電阻、在接收器反相端增加一個大阻值下拉電阻。這兩個電阻通常在100KΩ左右，這些電阻和終端匹配電阻形成一個潛在的驅動器，僅能提供幾個mV的差分電壓。因此，這個電壓(接收器臨界電壓)并不足以切換接收器狀態(tài)。使用這樣的內部上下拉電阻允許總線不進行終端匹配，但是會顯著的降低最大信號速率和可靠性。圖7給出了一些RS485接口通用外置失效保護電路，每個電路都盡力維持接收器輸入端電壓不小于最小臨界值并在一個或多個故障條件(開路、空閑、短路)下，維持一個已知的邏輯狀態(tài)。在這些電路中，R2代表傳輸線阻抗匹配電阻，并成為電壓驅動器的一部分：產生穩(wěn)態(tài)偏置電壓。這里假設每個接收器代表1個單位負載。圖7右半部分的表格中
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