rs485接口電路完全的指南(編輯修改稿)
2025-04-28 23:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)保護(hù)，但是價(jià)格也更高。更流行并且比較便宜的方案是使用二極管保護(hù)。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(hù)。外接二極管和內(nèi)部集成瞬態(tài)保護(hù)二極管的例子如下圖所示：圖5所示485收發(fā)器SN75LBC176外接二極管來(lái)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(nèi)部集成瞬態(tài)抑制二極管的485收發(fā)器SN75LBC184，用于既希望使用完整485功能，PCB空間又受限的場(chǎng)合。SN75LBC184在內(nèi)部集成了保護(hù)二極管，針對(duì)高能量電氣噪聲環(huán)境，可直接替換SN75LBC176。許多485應(yīng)用也要求提供失效保護(hù)，失效保護(hù)對(duì)于應(yīng)用層是很有用的，需要仔細(xì)考慮并充分理解。在任何多個(gè)驅(qū)動(dòng)器/接收器共用同一總線(xiàn)的接口系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)器大多數(shù)時(shí)間處于非活動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)被稱(chēng)為總線(xiàn)空閑狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器處于空閑狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出高阻態(tài)。當(dāng)總線(xiàn)空閑時(shí)，沿線(xiàn)電壓處于浮空狀態(tài)(也就是說(shuō)，不確定是高電平還是低電平)。這可能會(huì)造成接收器被錯(cuò)誤地觸發(fā)為高電平或低電平(取決于環(huán)境噪聲和線(xiàn)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(guān)電路，將這種不確定狀態(tài)變成已知的、預(yù)先約定好的電平，這稱(chēng)之為失效保護(hù)。此外，失效保護(hù)還要能防止因短路而引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。有很多方法可以實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)，包括增加硬件電路和使用軟件協(xié)議。盡管軟件協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜，但這是優(yōu)先推薦的方法。但是因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、硬件設(shè)計(jì)師更喜歡使用硬件實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)，增加硬件電路實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)更經(jīng)常被使用。無(wú)論出現(xiàn)短路還是開(kāi)路情況，失效保護(hù)電路必須為接收器提供明確的輸入電壓。如果通訊線(xiàn)所處環(huán)境非常惡劣，則線(xiàn)路終端匹配也是必須的。目前很多廠(chǎng)商開(kāi)始將一些失效保護(hù)電路(如開(kāi)路失效保護(hù))集成到芯片內(nèi)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(gè)大阻值上拉電阻、在接收器反相端增加一個(gè)大阻值下拉電阻。這兩個(gè)電阻通常在100KΩ左右，這些電阻和終端匹配電阻形成一個(gè)潛在的驅(qū)動(dòng)器，僅能提供幾個(gè)mV的差分電壓。因此，這個(gè)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(nèi)部上下拉電阻允許總線(xiàn)不進(jìn)行終端匹配，但是會(huì)顯著的降低最大信號(hào)速率和可靠性。圖7給出了一些485接口通用外置失效保護(hù)電路，每個(gè)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(gè)或多個(gè)故障條件(開(kāi)路、空閑、短路)下，維持一個(gè)已知的邏輯狀態(tài)。在這些電路中，R2代表傳輸線(xiàn)阻抗匹配電阻，并成為電壓驅(qū)動(dòng)器的一部分：產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)偏置電壓。這里假設(shè)每個(gè)接收器代表1個(gè)單位負(fù)載。圖7右半部分的表格中列出了一些典型電阻和電容值、提供的失效保護(hù)類(lèi)型、使用的單位負(fù)載個(gè)數(shù)和信號(hào)失真。在下一節(jié)中，會(huì)通過(guò)對(duì)短路失效電路中的電阻值計(jì)算，來(lái)說(shuō)明如何修改這些電阻值以便適用于特定設(shè)計(jì)。要實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，需要更多的電阻。當(dāng)電纜短路時(shí)，傳輸線(xiàn)阻抗
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