基于脈沖變壓器的總線式RS485隔離器
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3 用脈沖變壓器制作總線式礎(chǔ)RS485隔離器
為簡化總線式RS485隔離器的設(shè)計，現(xiàn)提出基于脈沖變壓器的總線式BS485隔離器的技術(shù)方案。
在集成電路技術(shù)飛速發(fā)展的今天，變壓器在很多應(yīng)用領(lǐng)域早已被摒棄甚至遺忘。但就解決RS485的總線隔離而言，這種看似古老而笨重的器件，的確具有很多獨到之處，值得我們重新關(guān)注。
3．1 對脈沖變壓器情有獨鐘的15個理由
1)體現(xiàn)簡捷至上、返璞歸真的創(chuàng)作理念；
2)底層用戶群體極易理解和掌控；
3)成熟并繼續(xù)進(jìn)步的技術(shù)、材料、工藝支持；
4)令人信服的可靠性；
5)近乎永久的壽命；
6)用于因特網(wǎng)網(wǎng)卡的成功先例；
7)特別適合RS485單極性脈沖的驅(qū)動和傳輸；
8)符合國內(nèi)BS485通信網(wǎng)應(yīng)用、運行現(xiàn)狀；
9)無源的器件、無源的隔離——徹頭徹尾；
lO)輕松隔離所有節(jié)點，使外部總線完全浮置；
11)相對較低的信號損失和電能損失；
12)無需考慮數(shù)據(jù)流向；
13)(在有限范圍內(nèi))波特率自適應(yīng)；
14)簡便的安裝；
15)低廉的成本。
3．2 基本實驗電路
圖1是用脈沖變壓器隔離A、B二線制RS485節(jié)點的基本實驗電路。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175952.htm
圖1中虛線框內(nèi)即為總線式RS485隔離器。其中脈沖變壓器用于節(jié)點隔離；瞬變電壓抑制二極管反向箝位于5．0 V，用于保護(hù)節(jié)點內(nèi)部的BS485芯片；正向箝位于0．7 V，用于維持1電平時及總線空閑時各節(jié)點RS485芯片A、B間所需的弱正偏電壓，并吸收脈沖變壓器振鈴。
3．3 脈沖變壓器及其主要參數(shù)
脈沖變壓器是一個工作在暫態(tài)中的變壓器。為獲得盡可能小的波形傳輸失真，對于給定的激勵脈沖寬度tw，應(yīng)使輸出波形的邊沿過渡時間tr和頂降λ都盡量小。在較高的要求下，一般須保證：
輸出波形的邊沿過渡時間 tr≤0．2xtwmin (1)
輸出波形的頂降 λ≤10％ (2)
式(1)中，twmin為激勵脈沖的最小寬度。
3. 4 激勵脈沖寬度tw、輸出波形過渡時間tr與波特率B的關(guān)系
圖2是TTL電平的串行數(shù)據(jù)幀格式，每幀數(shù)據(jù)流中包含1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位校驗位、1位停止位。數(shù)據(jù)低位在先。
圖2中，(a)、(b)、(c)依次為傳送55H、00H、FFH時的波形。就BS485信號而言，0電平期間對應(yīng)于脈沖變壓器的被激勵時段，而(b)、(c)波形代表了兩種極端被激勵情況。
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