485光電隔離(編輯修改稿)
2025-09-01 01:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 點轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換到RS232的電平狀態(tài)，然后與監(jiān)控系統(tǒng)通信。4 總 結(jié) 通過大量的工程實踐證明，該電路簡單可靠，經(jīng)濟實用，克服了有些電路在電源采集信號端長期處于某一電平時，電路電源中斷的弊端。同時根據(jù)RS485半雙工總線的特性，本文巧妙地實現(xiàn)了RS485在收發(fā)之間的自動轉(zhuǎn)換，避免了由于操作不當造成的總線“死鎖”現(xiàn)象。實踐證明，不管是與信號電平相對較低的便攜式電腦接口還是與臺式機接口，本電路都能可靠工作，在通信速率300b/s~19200b/s范圍內(nèi)，長期運行未發(fā)現(xiàn)通信有任何異?，F(xiàn)象。光電隔離器6N137原理及應(yīng)用 簡單的原理如圖2所示，若以腳2為輸入，腳3接地，則真值表如附表所列，這相當于非門的傳輸，若希望在傳輸過程中不改變邏輯狀態(tài)，則從腳3輸入，腳2接高電平。 6N137的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，信號從腳2和腳3輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個輸入端，與門的另一個輸入為使能端，當使能端為高時與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。 輸出端由模塊II供電，Vcc2=。在Vcc2（腳8）和地（腳5），如瓷介質(zhì)或鉭電容，而且應(yīng)盡量放在腳5和腳8附近。這個電容可以吸收電源線上的紋波，又可以減小光電隔離器接受端開關(guān)工作時對電源的沖擊。腳7是使能端，（開路）；，見附表。 腳6是集電極開路輸出端，通常加上拉電阻RL。雖然輸出低電平時可吸收電路達13mA，但仍應(yīng)當根據(jù)后級輸入電路的需要選擇阻值。因為電阻太小會使6N137耗電增大，加大對電源的沖擊，使旁路電容無法吸收，而干擾整個模塊的電源，甚至把尖峰噪聲帶到地線上。，若后級是TTL輸入電路，且只有1到2個負載，則用47kΩ或15kΩ也行。CL是輸出負載的等效電容，它和RL影響器件的響應(yīng)時間，當RL=350Ω，CL=15pF時，響應(yīng)延遲為4875ns。注意：6N137不應(yīng)使用太多，因為它的輸入電容有60pF，若過多使用會降低高速電路的性能。情況允許時，可考慮把并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)串行化，由一個光電隔離器傳送。 隔離器使用方法如圖2所示，假設(shè)輸入端屬于模塊I，輸出端屬于模塊II。輸入端有A、B兩種接法，分別得到反相或同相邏輯傳輸，其中RF為限流電阻。發(fā)光二極管正向電流0250uA，光敏管不導(dǎo)通；，光敏管導(dǎo)通。若以B方法連接，TTL電平輸入，Vcc為5V時，RF可選500Ω左右。如果不加限流電阻或阻值很小，6N137仍能工作，但發(fā)光二極管導(dǎo)通電流很大對Vcc1有較大沖擊，尤其是數(shù)字波形較陡時，上升、下降沿的頻譜很寬，會造成相當大的尖峰脈沖噪聲，而通常印刷電路板的分布電感會使地線吸收不了這種噪聲，其峰峰值可達100mV以上，足以使模擬電路產(chǎn)生自激，A/D不能正常工作。所以在可能的情況下，RF應(yīng)盡量取大。 電源部分由隔離變壓器隔離，減少電網(wǎng)中的噪聲影響，數(shù)字電源和模擬電源不共地，由于模擬電路一般只有177。15V，而AD轉(zhuǎn)換器還需要+5V電源，為使數(shù)字電路與模擬電路真正隔離，+5V電源由+15V模擬電源經(jīng)DCDC變換器得到。模擬電路以及AD轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字電路的信號聯(lián)系都通過6N137。逐次比較型AD并行輸出12位數(shù)據(jù)，每一路信號經(jīng)緩存器后送入6N137的腳3，進行同相邏輯傳輸至數(shù)字電路，輸入端限流電阻選用470Ω，輸出端上拉電阻選用47kΩ，輸出端電源和地間（即6N137的腳8與腳5間），作為旁路電容以減少對電源的干擾，6N137的使能端接選通信號，使6N137在數(shù)據(jù)有效時才工作，減少工作電流。模擬電路和AD轉(zhuǎn)換所需的各路控制信號也通過6N137接收，接法同上，在時序設(shè)計中要特別注意6N137約有50ns的延時，與未采用光電隔離器的數(shù)據(jù)采集電路相比，系統(tǒng)信噪比提高了一倍以上，滿足了系統(tǒng)設(shè)計要求。 某一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求信噪比1000，12位量化級別，并行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸率500KB/s。要達到上述要求，AD能否達到轉(zhuǎn)換精度是個關(guān)鍵。在未采用光電隔離器的電路中，雖采取了一系列措施，但因各模塊間地線相連，數(shù)字電路中尖峰噪聲影響仍很大，電路如圖3所示。 6N137應(yīng)用實例：信號采集系統(tǒng)通常是模擬電路和數(shù)字電路的混合體，其中模數(shù)變換是不可缺少的。從信號通路來說，AD變換之前是模擬電路，之后是數(shù)字電路。模擬電路和AD變換電路決定了系統(tǒng)的信基于ADM2483的485通信替代方案摘要:本文簡要的介紹了ADI的磁耦隔離芯片ADM2583對基于485芯片的485通信的替代方法.關(guān)鍵字: RS485 ADM2483 光耦 iCoupler 磁耦引言:在工業(yè)控制及測量領(lǐng)域較為常用的網(wǎng)絡(luò)之一就是物理層采用RS485通信接口所組成的工控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。這種通信接口可以十分方便地將許多設(shè)備組成一個控制網(wǎng)絡(luò)。從目前解決單片機之間中長距離通信的諸多方案分析來看，RS485總線通信模式由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、通信距離和數(shù)據(jù)傳輸速率適當?shù)忍攸c而被廣泛應(yīng)用于儀器儀表、智能化傳感器集散控制、樓宇控制、監(jiān)控報警等領(lǐng)域。但RS485總線存在自適應(yīng)、自保護功能脆弱等缺點，如不注意一些細節(jié)的處理，常出現(xiàn)通信失敗甚至系統(tǒng)癱瘓等故障，因此對RS485進行隔離保護,提高其可靠性至關(guān)重要。1 傳統(tǒng)的控制器通過485通信的方式 傳統(tǒng)的485總線隔離方法是光耦合隔離技術(shù),使用光耦來隔離和保護檢測電路,，以東芝的6N137為例：工作電壓5V，最高速率為10Mbps,工作溫度為0~70℃。隔離電壓為2500V（有效值），并以DIP8型封裝，每個芯片僅提供一個通道，這些性能已經(jīng)限制了6N137在更高的環(huán)境中使用，因此在本方案中我們使用了ADI公司的帶485/422電平轉(zhuǎn)換的高速隔離收發(fā)器ADM2483系列中的ADM2483，使用更靈活，方便大大縮短了開發(fā)周期。圖傳統(tǒng)485通信基本原理圖2 ADM2483 iCouplerADuM系列簡介ADM2483是ADuM系列高性能數(shù)字隔離器大家族中的一員，ADuM系列高性能數(shù)字隔離器是ADI公司推出的新型產(chǎn)品。采用的iCoupler
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