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世健:ADM2795E集成化RS485422收发器的完整系统级解

作者:365真人游戏 发布时间:2020-12-07 13:57 点击数:

  ,被广泛应用于仪器仪表、安防、交通、工业设备等领域中。由于RS485/422的实际应用现场环境都比较复杂,再加上操作人员接线方式或使用传输线缆的不正确,经常导致RS485/422在实际使用过程中都会受到比较大的干扰,尤其是共模噪声、接地电位差、接线错误和高压瞬变,如静电放电 (ESD)、电快速瞬变 (EFT) 和雷电浪涌,这些威胁可能干扰通信,甚至导致永久性损坏。严苛的环境必然对器件的可靠性,鲁棒性提出了更高的要求。

  RS-485/422差分通信网络经常用于恶劣环境下的工业和仪器应用中。这些网络能在高达1200m的范围内进行通信。在恶劣环境下进行长距离通信时,可能出现以下问题:

  如果无法保证系统中不同节点的地电位不会超出收发器的共模范围,那么电流隔离不失为一种理想的解决方案。电流隔离不阻止信息流,但阻止电流涌动。通过电源隔离和内部信号隔离可以避免此类故障发生,使用隔离收发器后,可有效防止地环路形成,总线参考地可以跟随共模电压的波动而波动,共模电压全部由隔离带承受,共模电压对总线信号变得不再可见,从而保证总线能够稳定可靠地通信。

  对于共模噪声的抑制,以往很多方案采用光电隔离的方案,但该方案存在体积大、电路分离元件多、电路复杂、系统不稳定等缺点。ADI推出的单芯片RS485/422隔离器,采用ADI独有的icoupler磁隔离技术,实现在芯片内通过变压器进行脉冲耦合调制,这是与光耦合器中采用的发光二极管LED)和光电二极管对比的不同之处。与传统的光电隔离器件相比,icoupler磁隔离器件消除了与光耦合器相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题;功耗降低了90%;无需外部驱动器或分立器件,尤其在体积与集成度方面更具有光电隔离无法比拟的优势。

  除了隔离技术以外,恶劣的使用环境和高可靠性要求要求收发器必须具有更好的EMC抗干扰和保护功能。

  与ADI合作三十余年的技术分销商——Excelpoint世健公司的应用工程师Kayden Wang向我们介绍了ADI一款适合恶劣工业环境及高可靠性要求的RS485/422收发器——ADM2795E。这是一款5 kV rms信号隔离RS-485/422收发器,该器件集成ADI公司的iCoupler® 技术,将三通道隔离器、RS-485收发器和符合IEC电磁兼容性(EMC)瞬变保护集成于单体封装中。具有±25 V的扩展共模输入范围,可提高高噪声环境下的数据通信可靠性。同时可选择-55°C至+125°C的宽温增强型号。

  工业自动化里的可编程逻辑控制器 (PLC)通信端口通常使用 RS-485 接口,这些端口可能经受较大的共模噪声、接地电位差、接线错误和高压瞬变,如静电放电 (ESD)、电快速瞬变 (EFT)和雷电浪涌(Surge)。

  ADM2795E可提供完整的系统级解决方案,该方案符合IEC-61000浪涌、EFT和ESD标准,以及对传导、辐射和磁场干扰的抗扰度,这些干扰在工业环境中很常见。隔离鲁棒性和EMC保护的集成大幅节省了印刷电路板PCB)空间,以供通信端口接口使用。

  IEC 61000-4-6 传导射频抗扰度、IEC 61000-4-3 辐射抗扰度、IEC 61000-4-8 磁场抗扰度的通过更是保证了产品对日趋严格的电磁兼容的要求。

  防雷设计一直是一些工程师比较头痛的地方。使用旁路保护方法利用瞬态抑制元件(如TVS、MOV、气体放电管等)将危害性的瞬态能量旁路到大地,优点是成本较低,缺点是保护能力有限,只能保护一定能量以内的瞬态干扰,持续时间不能很长,而且需要有一条良好的连接大地的通道,实现起来比较困难。并且一些针对防雷设计的TVS体积并不小,价格也偏高。ADM2795E-EP将隔离和内部保护结合起来加以运用。在这种方法中,隔离接口对大幅度雷电干扰进行隔离,保护器件则保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。

  一些高可靠性要求的电子设备中在使用过程中可能会遭受雷击,DO-160G标准《机载设备的环境条件和试验程序》是通用航空电子硬件的环境测试标准。许多飞机制造商将DO-160G第22节“雷击感应瞬态敏感性”指定为关键系统的要求。

  DO-160G第22节防雷标准模拟了直接雷击浪涌通过飞机机身产生的磁场在航空电子设备中引起的瞬态电压和电流。表1显示对于波形3和波形4/波形1,商业飞机通常需要DO-160G第22节的1级到4级防雷保护。飞机设备划分为三类区域,每类区域都有相关的电磁兼容性 (EMC) 环境。最恶劣的EMC环境位于A类和B类区域。

  ADM2795E-EP是ADM2795的增强型号,在高可靠性要求的恶劣应用环境中工作时可减少系统故障。ADM2795E-EP具有如下重要特性:

  ADM2795E-EP在RS-485总线引脚上集成了经过全面认证的DO-160G EMC保护,可提供第22节所述的防雷保护。ADM2795E-EP还提供第25节所述的±15 kV静电放电 (ESD) 气隙放电保护。对于第22节的防雷要求,ADM2795E-EP可防范波形3、波形4/波形1和波形5A:对GND2的测试,使用33 Ω或47 Ω限流电阻时可达到4级要求;对GND1的测试,隔离栅上可达到4级要求。DO-160G标准的波形形状和上升/下降时间显著长于IEC 61000-4-5标准的相关规定,如图4所示。DO-160G第22节防雷标准涉及的能量非常高,ADM2795E-EP 的可靠性设计保护器件免受这些极端瞬变影响。

  Kayden Wang在之前帮助世健客户排除故障的过程中就遇到过类似问题。客户在产品调试期间出现了RS485通讯故障和显示屏黑屏现象。Kayden在和客户一起排除故障的过程中,发现客户使用的收发器是某品牌的非隔离RS485收发器。

  由于交联的大功率器件在启动过程中,启动电流通过电缆上的分布电容及电感耦合产生的电压传导至产品内部地线总线与地线的瞬时电压过高(此RS485收发器能够承受共模电压最大范围(-7V~+12V),使收发器发送引脚与参考地击穿并短路,导致RS485通讯失效。

  RS485收发器与产品微控制器通过同一组+3.3V电源供电,电源正常范围为2.7V~3.6V,同时产品内部27VDC与3.3V电源共地,当功率器件断开时,线VDC地线传导至产品内部地且收发器已损坏,导致产品内部3.3V电源与地之间的压差低于2.7V,使微控制器短时复位,并进一步导致黑屏。

  针对此故障现象,结合客户对EMC和防雷设计的要求,Kayden推荐客户使用ADM2795E+ADuM6028(隔离供电)的方案。如图5所示,后经对测试板的测试,对收发器的输出引脚和地线施加共模脉冲,幅值调整范围为(-10V~+15V),用检测设备监测产品内部3.3V电源和输出信号,产品通讯正常,系统稳定。后续也顺利通过各种EMC测试和防雷试验。该客户的通讯端口可靠性得到大幅提高。

  ADM2795E集成化的完整的系统级解决方案可适应各种恶劣环境。大量实验结果和相关案例证明,ADM2795E不仅可以提高RS485/422通讯的可靠性,而且电路也十分简单。

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  DONCAN1旨在保护CAN收发器免受ESD影响。该器件采用单个紧凑型SOT-23封装,为每条数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。 特性 每线秒波形) 二极管电容匹配 低反向漏电流(

  NUP2125 双线CAN / CAN-FD总线旨在保护CAN收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单个紧凑型SC-70(SOT-23)封装,为每条数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求 特性 每线us波形) 二极管电容匹配 低反向漏电流( IEC兼容性:IEC61000-4-4(EFT):50A(5 / 50ns) IEC兼容性:IECT61000-4-5(闪电)3.0A(8 / 20us) ISO7637非重复EMI浪涌脉冲2,8.0A(1 / 50us) ISO7637重复EFT EMI浪涌脉冲,50A (5/50微秒) AEC-Q101合格且PPAP能力 无铅设备 应用 汽车网络:CAN / CAN-FD 汽车网络:低速和高速CAN 汽车网络:容错CAN 电路图、引脚图和封装图...

  UP2115L旨在保护FlexRay收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单个紧凑型SOT-23封装,为每条数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。电路图、引脚图和封装图

  NUP1105L CAN / LIN总线L设计用于保护LIN和单线CAN收发器免受ESD和其他有害浪涌事件的影响。该器件采用单SOT-23封装,为数据线提供双向保护,为系统设计人员提供了低成本选择,可提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。 特性 SOT-23封装允许一个单独的双向配置 每线 usec Waveform) 低反向漏电流(

  NC7WZ241 带3态输出的TinyLogic UHS双通道反相缓冲器

  41是一款双通道同相缓冲器,带3态输出。输出使能电路对一个缓冲器采用有源低电平,对另一个缓冲器采用有源高电平,因此有利于收发器的运行。该超高速器件采用先进的CMOS技术制造,可在高输出驱动下实现出色的开关性能,同时在宽V CC 工作范围内保持较低的静态功耗。器件额定工作范围为1.65V至5.5VV CC 。当V CC 为0V时,输出和输出处于高阻抗状态。输入端容许电压达到5.5V,不受V CC 工作范围的支配。在处于3态状态时,输出可承受V CC 以上的电压。 特性 节省空间的US8表面贴装封装 MicroPak™无铅无引线 pF内的t PD 为2.6 ns典型值) 高输出驱动:±24 mA,3V V CC 广泛的V CC 工作电压范围:1.65V至5.5V 运行于3.3VV CC 时,符合LCX性能 掉电高阻抗输入/输出 耐过压输入促进5 V至3 V转换 输出在3态模式时可耐过压 专利噪声/电磁干扰(EMI)消减电路已实施 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...

  74ALVC16245 低电压1.8 / 2.5 / 3.3 V 16位收发器

  16245是一款高级性能的非反相16位收发器。它专为1.8 V,2.5 V或3.3 V系统中的高速,低功耗运行而设计。 ALVC16245采用字节控制设计。它可以作为两个独立的八角形操作,或者与控制连接在一起,作为16位宽的功能。发送/接收(T / Rbarn)输入确定通过双向收发器的数据流的方向。发送(高电平有效)使能从A端口到B端口的数据;接收(低电平有效)使能从B端口到A端口的数据。输出使能输入(OEn),当HIGH通过将它们置于HIGH Z条件时禁用A和B端口。 特性 专为低压运行而设计:V CC = 1.65-3.6 V 3.6 V容差输入和输出 高速运行 静态驱动器 支持实时插入和取出 当V CC = 0 V Latchup性能在125°C时超过±259 mA ESD性能;人体模型≥V;机器型号≥200V 符合行业标准的第二来源74ALVC16245 电路图、引脚图和封装图...

  VH采用1通道功率放大器,具有宽工作电源电压范围,内置于表面贴装封装中。该IC还具有静音功能,仅需少量外部元件,因此适用于低成本的设计。还有一个MFP8封装类型,它包含相同的芯片(LA4815M)。 特性 内置静音功能 增益可在26到40 dB之间选择 宽电源电压范围(4.0至16 V) 内置1声道功率放大器输出功率1 = 1.84W(典型值)。 (VCC = 12V,RL =8Ω,THD = 10%)输出功率2 = 1.55W(典型值)。 (VCC = 9V,RL =4Ω,THD = 10%)输出功率3 = 0.36W(典型值)。 (VCC = 6V,RL =8Ω,THD = 10%)输出功率4 = 0.23W(典型值)。 (VCC = 5V,RL =8Ω,THD = 10%) 可选电压增益:2种类型 26dB / 40dB 只有少数几个外部组件 4个组件/总计 应用 对讲机,门电话,收发器,收音机,玩具,带语音指导的家用电器等。 电路图、引脚图和封装图...

  44是双轨极低压差稳压器,能够提供超过3.0 A的输出电流,典型的贴壁电压为115 mV。在满载电流下。这些器件具有陶瓷和其他低ESR输出电容的稳定性。该系列包含可调输出电压版本,输出电压低至0.8 V.内部保护功能包括内置热关断和输出电流限制保护。提供用户可编程的软启动和电源良好引脚。 NCV59744采用QFN20-5x5-0.65P封装。 类似产品: NCV59744 NCV59748 NCV59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90 90 压差电压(V) 0.115 0.060...

  49是一款3 A超低压差(LDO)稳压器,能够提供超过3 A的输出电流,典型压差为120 mV。在满载电流下。输出电压可调低至0.8 V.内部保护功能包括热关断和输出电流限制保护。其他功能包括用户可编程软启动和电源就绪。 NCV59749采用5x5 QFN20封装。 类似产品: NCV59744 NCV59748 NCV59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90 90 压差电压(V) 0.115 0.060 0.120 Wettable Flank 否 是 否 特性 优势 120mV Typ。完全3A负载下降 能够以非常小的Vin - Vout电压余量运行 0.8V至3.6V输出电压范围 非常适合低输出电压操作 0.8V至5.5V输入电压范围 低输入电压应用的出色解决方案 25uVrms的输出噪声 噪音的理想选择敏感应用 快速瞬态响应 非常适合高速数字应用中的电压调节选择 输出电流超过3.0 A 快速瞬态响应 可编程软启动 打开排水电源良好输出 使用任何类型的输出电容器稳定 应用 终端产品 汽车 网络和电信 工业 低电压,高电流FPGA,DSP电...

  NCP59749 LDO稳压器 3A 超低压降 高PSRR 低噪声 带偏置轨

  49是一款3 A超低压差(LDO)稳压器,能够提供超过3 A的输出电流,典型压差为120 mV。在满载电流下。输出电压可调低至0.8 V.内部保护功能包括热关断和输出电流限制保护。其他功能包括用户可编程软启动和电源就绪。 NCP59749采用5x5 QFN20封装。 类似产品: NCP59744 NCP59748 NCP59749 输出电流(A) 3.0 1.5 3.0 噪声(μVRMS) 64.8 90.0 90.0 压差电压(V) 0.115 0.060 0.120 可润湿的侧翼 否 否 否 特性 优势 0.8V至3.6V输出电压范围 非常适合低输出电压操作 0.8V至5.5V输入电压范围 适用于低输入电压应用的出色解决方案离子 在完整的3.0 A负载下120 mV典型的压差。 最大限度地减少调节器的功率损失 120mV Typ。辍学@ 3A 能够以非常小的Vin - Vout电压余量运行 25uVrms的输出噪音 噪声敏感应用的理想选择 快速瞬态响应 非常适合高速数字应用中的电压调节选择 输出电流超过3.0 A 快速瞬态响应 可编程软启动 打开排水电源良好的产出 任何类型的输出都是稳定...

  7是一款1.2 A LDO稳压器,具有低静态电流消耗(在整个温度范围内典型值为30μA),低压差,低输出噪声和非常好的PSRR。该稳压器集成了多种保护功能,如热关断,软启动,限流以及电源良好输出信号,便于MCU接口。 特性 优势 Low Vin 1.5 V 适用于DCDC的1.8V电压轨 超低噪声15μV rms 非常适合噪声敏感应用 1 kHz时PSRR高达75 dB 高功率输入纹波抑制,非常适合功耗敏感器件 低V out 从0.8 V 适用于低压申请 电力良好信号 Perfe ct用于铁路监测和/或排序 提供DFN6 2x2 mm和DFN8 3x3mm封装 可润湿侧面(针边电镀)改善热阻 150C工作结温 通过扩展实现更高的功率温度 应用 终端产品 RF,PLL,VCO和时钟电源 图像传感器电源 负载点 通信系统和信息娱乐 RF收发器 摄像头模块 Internet连接共享(ICS)网关服务器应用程序 MQB模块化架构 电路图、引脚图和封装图...

  BCM8727 双通道10-GbE SFI-to-XAUI™带EDC的收发器

  双通道10-GbE SFI-to-XAUI集成了支持SFP +线卡应用的电子色散补偿(EDC)均衡器的收发器。 BCM8727是一款多速率PHY,适用于SMF,MMF或铜双轴应用,可连接限幅和线性基于SFP +和SFP模块。 BCM8727完全符合10-GbE IEEE 802.3aq标准,并支持1000BASE-X用于1-GbE操作。 BCM8727采用全DSP高速前端开发,为线卡设计人员提供最高性能和最大灵活性。片上微控制器实现DSP内核的控制算法。 特性 双通道SFI到XAUI收发器 集成微控制器具有宽动态范围的AGC 单参考时钟输入允许使用低成本156.25 MHz振荡器 支持低成本SFP +铜双轴达15米...

  BCM8725 双10千兆以太网XFI到XAUI和交易; LAN / WAN收发器

  以太网/光纤通道/ SONET LAN / WAN PHY,是一个完全集成的双通道串行化/反序列化(9.953 Gb / s / 10.3125 Gb / s / 10.5188 Gb / s )接口设备执行10 Gb串行以太网协调子层(RS)接口的扩展功能。 对于WAN应用,具有灵活时钟模式的WIS兼容成帧器允许传输WAN上的以太网流量。片上时钟合成由PMD和XAUI&trade的高频,低抖动锁相环执行;输出重定时器。通过直接与其各自的输入数据流同步,在设备上执行单独的PMD和XAUI时钟恢复。提供弹性缓冲区以允许PMD和XAUI接口在异步配置中操作。参考时钟输入仅需要外部155.52 MHz / 156.25 MHz / 159.38 MHz振荡器。 功能 两个完全独立的通道 引脚兼容BCM8724 符合或超过IEEE 802.3ae 支持XFP / XFI和SFP +接口...

  完全集成的双序列化/反序列化(10.3125 Gb / s)接口设备,为10千兆位串行以太网协调子层(RS)接口执行扩展功能。 XGXS,PCS和PMA功能包括8B / 10B编码,64B / 66B编码,SerDes,时钟倍增单元(CMU)以及时钟和数据恢复(CDR)。片上时钟合成由PMD和XAUI&trade的高频,低抖动锁相环执行;输出重定时器。通过直接与其各自的输入数据流同步,在设备上执行单独的PMD和XAUI时钟恢复。提供弹性缓冲区以允许XAUI和PMD接口在异步配置中运行。参考时钟输入仅需要外部156.25 MHz振荡器。 功能 双XFI至XAUI 10 GbE收发器 完全集成CMU,CDR,SerDes,限幅放大器和EyeOpener 符合或超过IEEE 802.3ae 支持XFP / XFI和SFP +接口...

  BCM54285 Octal-Port QSGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

  完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。 MDI双绞线BASE-T以太网收发器或8个QSGMII组成到光纤(100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave)接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。在QSGMII到光纤模式下,PHY执行100BASE-FX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有物理层功能。有关文档和支持,请访问Broadcom社区 功能 QSGMII界面 支持符合IEEE 802.3标准的铜线BASE-T 支持这些光纤线BASE-FX,SGMII-Slave 符合IEEE 802.3az标准(能源高效以太网):支持本地EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC;模式 SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...

  BCM54282 Octal-Port QSGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

  完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。 MDI双绞线BASE-T以太网收发器组成。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。 BCM54282旨在符合QSGMII行业标准。有关文档和支持,请访问Broadcom社区 功能 QSGMII界面 支持符合IEEE 802.3标准的铜线BASE-T IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC;模式 SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...

  BCM54240 四端口SGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

  完全集成的四千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。 MDI双绞线BASE-T以太网收发器或四个SGMII到光纤( 100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。当处于SGMII到光纤模式时,PHY执行100BASEFX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有PHY功能。 功能 SGMII接口 支持符合IEEE 802.3标准的铜线BASE-T 支持以下光纤线BASE -FX,SGMII-Slave 集成双绞线az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC,支持不推荐用于新设计非EEE MAC使用AutogrEEEn®模式 SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...

  BCM54280 八端口SGMII铜缆千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

  完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。 MDI双绞线BASE-T以太网收发器组成。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。 BCM54280的设计符合SGMII行业标准。 功能 SGMII接口 支持符合IEEE 802.3标准的铜线BASE-T IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC; mod SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...

  IP电话芯片使制造商能够构建具有硬件安全性和卓越语音质量的IP电话。 芯片也是集成了千兆以太网(10/100/1000 Mb / s)交换机和两个快速以太网(10/100 Mb / s)收发器,可以选择性地开发传统的快速以太网IP电话设计,而无需额外增加外部收发器的成本。通过添加外部千兆以太网收发器,制造商可以轻松升级其设计以创建千兆以太网IP电线是下一代芯片,集成硬件安全性,高级服务质量(QoS)技术和千兆以太网(GbE)交换机 基于具有增强DSP功能的RISC架构,为中端IP电话提供优化的性能水平 的BroadSAFE贸易;带有用于AES加密和SHA-1身份验证算法的硬件加速的安全模块 灵活的外设接口架构可以连接无线局域网,蓝牙和视频设备而无需胶合逻辑 应用程序 IP电话 VoIP住宅终端适配器 IP PBX系统...


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