具有OOK調(diào)制功能的RS-485收發(fā)器如何簡化樓宇自動化系統(tǒng)中的電力線通信

在我寫這篇文章的時候，德克薩斯州正值炎夏，氣溫達到95°F(32°C)。但是，因為空調(diào)的緣故，我覺得非常舒服。有時，這看似是一個現(xiàn)代的奇跡；簡單地按下溫度調(diào)節(jié)裝置上的按鈕，室內(nèi)溫度就在悄無聲息中迅速變得更加適宜。與此同時，雖然室外機在不停地運作，但因為遠離溫度調(diào)節(jié)裝置控制單元，室內(nèi)聽不到一點噪聲。這種可靠的遠距離連接或許看起來很神奇，尤其是在一天中氣溫達到峰值的時候，其實，這得益于一種比較常見的通信標準RS-485。

跟四線電纜說再見

RS-485是一種差分信號傳輸標準，除住宅環(huán)境外，也常用于商用暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)、工廠自動化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、電器和電機驅(qū)動工業(yè)設(shè)計。這些應(yīng)用有時需要在同一根電纜上的節(jié)點之間遠距離傳輸RS-485信號和電力。傳統(tǒng)的RS-485系統(tǒng)至少使用四根電線同時傳輸信號和電力：兩根電線用于差分RS-485信號傳輸，另外兩根用于電力輸送和接地。這些長電纜的重量和成本會增加系統(tǒng)的復雜性和安裝成本。而且如果多條電線出現(xiàn)連接錯誤的話，還可能導致系統(tǒng)故障，進一步增加了系統(tǒng)的復雜性。

幸運的是，在設(shè)計RS-485接口時，四線解決方案不再是唯一的選擇。帶有開關(guān)鍵控(OOK)調(diào)制功能的RS-485收發(fā)器（如THVD8000）可實現(xiàn)電力線通信，最終將電線數(shù)量從四根減少到兩根，同時提高系統(tǒng)性能并降低總成本。THVD8000通過集成調(diào)制和解調(diào)電路以及總線I/O保護，可通過IEC ESD 61000-4-2接觸放電和IEC 61000-4-4快速瞬態(tài)突發(fā)測試，從而提供上述優(yōu)勢。

通過集成調(diào)制和解調(diào)電路，THVD8000可提高所傳輸基帶數(shù)據(jù)的頻率成分。因此，可簡化標準通用異步接收器-發(fā)送器（通常用于RS-485）的直流和交流耦合以及系統(tǒng)側(cè)接口，無需特殊編碼，適用于低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用。通過調(diào)制RS-485信號，如圖1所示，這些器件使系統(tǒng)能夠通過電力線傳輸調(diào)制信號，因此只需要一對電線。通過選擇寬載波頻率范圍，通信距離可以達到1km或更遠。此升級方法適用于直流和交流電源，無需在微控制器中進行特殊編碼。

圖1 使用THVD8000 RS-485收發(fā)器實現(xiàn)電力線通信

該器件的OOK調(diào)制功能可在載波頻率下對低電平輸入信號進行調(diào)制，如圖2所示。

圖2 OOK調(diào)制

由于信號檢測是檢測振幅，OOK調(diào)制采用極性無關(guān)模式，如圖3所示。交換RS-485的A和B輸入/輸出(I/O)端口不會影響通信，且極性無關(guān)模式無需手動或軟件設(shè)置。此特性可大大簡化安裝過程，并消除由于錯誤連接A和B I/O導致系統(tǒng)性能受到影響的風險。