RS-485收发器普遍的问题解答

时间:2024-05-26 作者: 爱游戏注册网址
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详细介绍

  ,请参阅技术文章“有疑问?TI帮你汇总隔离型RS-485收发器的七大设计问题”。

  RS-485 总线端接在许多应用中都很有用,它有助于提高信号完整性并减少通信问题。“端接”是指将电缆的特性阻抗与端接网络相匹配,使总线末端的接收器能够接收最大信号功率。未端接或未正确端接的总线将出现失配的情况,从而在网络末端产生反射,导致整体信号完整性降低。

  在网络的双向环路时间远大于信号位时间时,不需要端接,因为每次反射到达网络末端时,它们都会损失能量。但是对于信号位时间并不明显长于电缆环路时间的应用,为了最好能够降低反射,端接至关重要。

  最基本的端接称为并联端接,由单个电阻组成,如图 1 所示。RS-485 规定要求标称特性阻抗为 120Ω,因此端接电阻的默认阻值应为 RT= 120Ω。您可参阅文章“RS-485 基础知识:何时需要端接,以及如何正确端接”。

  图 1:具有并联端接的 RS-485 总线 收发器是一款灵活的 RS-485 收发器,在驱动器

  TERM_TX 和 TERM_RX 打开或关闭,从而支持系统模块设计人员灵活地将该收发器用于半双工或全双工网络的所有节点位置(中间节点或末端节点)。更多有关此主题和器件特性的信息,请参阅技术白皮书“使用灵活的 RS-485 收发器减少系统模块设计时间和成本”。

  什么是失效防护偏置,怎么来实现?失效防护偏置机制可确保 RS-485 接收器不会因差分输入电压而处于不确定状态。协会 (EIA)-485 标准规定,当差分电压 ≥+200mV 时,RS-485 的输入阈值为逻辑高电平;当差分电压 ≤-200mV 时,RS-485 的输入阈值为逻辑低电平,从而在高低阈值之间留下 400mV 的不确定状态。

  如何计算 RS-485 总线上的最大节点数?RS-485是一种多点差分总线,因此总线上的所有节点共用一个传输介质。随着节点总数的增加,每个驱动器上的负载也会增加。

  何时需要在节点之间添加地线?设计远程数据链路时,您必须假定存在一些接地电势差。这些电压使发送器输出中具有共模噪声 Vn。即使总叠加信号在接收器的输入共模范围内,依靠局部接地作为可靠的返回电流

  图 2:远程节点配置:单独接地 (a);直接连接远程接地 (b);器件地和局部系统地分开 (c)

  也不建议通过地线直接进行远程接地(图 2b),因为直接连接会导致大接地环路电流以共模噪声的形式耦合

  要在稳定的 RS-485 数据链路上远距离承受高达几千伏 GPD,理想方法是将总线收发器的信号和电源

  转换器)和信号隔离器(例如数字电容隔离器)可防止电流在远程系统地之间流动,并避免产生电流环路。5.RS-485

  的长度和速度建议值是什么?在给定数据速率下,最大总线长度受到传输线损耗和信号抖动的限制。由于波特周期内具有 10% 或以上的抖动,数据可靠性会急剧下降。图 3 显示了传统 RS-485 电缆在 10% 信号抖动下的电缆长度与数据速率的特性曲线:电缆长度与数据速率建议

  在图 3 中,标记为编号 1 的圆圈代表在短电缆长度下的高数据速率区域。在这里,传输线路的损耗可忽略不计;数据速率主要由驱动器的上升时间决定。尽管该标准的建议值为 10Mbps,但当今的快速

  红色编号 3 代表较低频范围,在此范围内,电缆串联电阻和线路末端端接之间的相互作用导致信号衰减。在某个时刻,信号幅度小于接收器可以正确检测

  THVD1424 收发器具有 SLR(压摆率控制)引脚,支持由系统模块设计人员用于低速(最大 500kbps)和快速(最大 20Mbps)应用。

  在图 4 中,蓝色迹线 PDic 是器件消耗的功率。对于低数据速率,功率损耗大多数来源于阻性负载(红色迹线)PDdc。对于高数据速率,需要仔细考虑容性负载的功率损耗(绿色迹线)PDac。

  ESD 保护可分为几种类型,包括人体放电模型、国际电工委员会 (IEC) 接触放电和 IEC 气隙放电。如果收发器集成了 IEC ESD 保护(例如 TI 的 THVD1450 或 THVD1500),则无需外部元件来保护 RS-485 接口免受收发器指定级别 ESD 影响。例如,无需任何外部元件,THVD1450 即可提供 18kV IEC 61000-4-2 接触放电保护。然而,市场上的许多器件没有集成这种保护功能,所以会需要外部瞬态电压抑制 (TVS

  二极管。请参阅文章 “如何根据标称电压为 RS-232、RS-485 和CAN选择 TVS 二极管”。

  8.如何判断要不要外部 TVS 二极管?工业网络必须在恶劣环境中可靠运行。由 ESD、感性负载切换或雷击引起的电过应力瞬态会破坏数据传输并损坏总线收发器,除非采取比较有效措施来减少瞬态影响。

  ESD 抗扰度测试 IEC 61000-4-2,这项测试会模拟操作员直接向相邻电子元件进行静电放电。THVD1500 和 THVD1450 经测试符合此项标准。

  虽然 TVS 二极管等钳位器件能够限制瞬态事件期间收发器所承受的最大电压,但通常无法对维持的时间较长的应力(例如直流短路)提供保护。这时,需要某种串联限流元件。一种典型的方法是使用正温度系数 (PTC) 电阻器,这种电阻器在标称条件下具有低阻值,但在有大电流通过的故障条件下(例如,流入 TVS 等钳位器件),电阻就会变大。在 TI 参考设计“保护 RS-485 收发器免受持续高电压/电过应力影响的参考设计”中,能够正常的看到使用 THVD1500 收发器的实现示例。

  PCB空间。因此,大多数情况下的更优方法是使用可承受这些高故障电压而无需外部保护的收发器。THVD2450 就是一个例子,它可承受高达 +/- 70V 的直流短路。

  论坛评论区告诉我们,我们将予以回复以帮助您应对 RS-485 设计挑战。

  德州仪器 (TI) (纳斯达克股票代码:TXN) 是一家全球性的,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式

  芯片,用于工业、汽车、个人电子科技类产品、通信设施和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子科技类产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,以此来实现半导体在电子科技类产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。

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  1.IGBT模块适用于哪些产品?2.Easy系列模块电压/电流/功率范围?3.Easy系列有哪几种封装?........总共23个问题,,已经有此资料

  的更多信息?我们特意根据 TI E2E™ 社区的反馈,汇编了关于隔离型

  可以驱动多大的总线 以上单位负载吗? 要回答第一个问题,我们应该研究图 1 所示典型

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