CA-IF48XX接口芯片性能及應(yīng)用

川土微電子CA-IF48XX工業(yè)級(jí)RS-485/422全/半雙工收發(fā)器接口芯片系列于2021年4月上市，該系列芯片能夠應(yīng)用在惡劣和嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中。對(duì)比國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品型號(hào)，CA-IF48XX在共模輸入范圍、速率等指標(biāo)上能與國(guó)外大廠持平，在一些其他指標(biāo)上也有著明顯優(yōu)勢(shì)。目前該系列產(chǎn)品已批量供貨，歡迎選購(gòu)。

產(chǎn)品特性

特性一：高共模電壓輸入范圍±15V，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。

眾所周知，通信需要在一個(gè)有交流電力線或者大型電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾環(huán)境下進(jìn)行。由于通信節(jié)點(diǎn)地之間會(huì)有磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此會(huì)造成兩個(gè)節(jié)點(diǎn)地之間存在壓差，對(duì)通信會(huì)造成干擾。再如，節(jié)點(diǎn)地失調(diào)的情況下，由于A與B之間的傳輸距離較遠(yuǎn)，大地也同樣具有阻抗，節(jié)點(diǎn)A到B之間流過(guò)大地的電流，會(huì)造成兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的地失調(diào)。

以上兩種情況都會(huì)在總線上面疊加共模電壓，如果485芯片的總線輸入電壓共模范圍不夠，就會(huì)對(duì)通信造成影響。因此川土微電子提供了盡可能高的共模輸入電壓的485接口芯片，以解決通訊端實(shí)際存在的問(wèn)題。

特性二：±30kV的HBM ESD保護(hù)。

上圖是一個(gè)典型的UART轉(zhuǎn)485的應(yīng)用模塊，可以看出由于選用的485接口芯片的ESD能力不夠，那么在PCB上面就需要額外增加幾個(gè)TVS抑制二級(jí)管，浪費(fèi)了布板面積，增加了物料的成本。

而川土微電子CA-IF48XX芯片支持±30kV的HBM ESD防護(hù)，不需要添加這些提高ESD能力的抑制二極管。

特性三：支持極性校正功能。

對(duì)于CA-IF4888HS這款芯片產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它還具有一個(gè)極性校正功能，下圖展示了一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)總線上面A與B反接之后，此款芯片可以自動(dòng)糾正極性，實(shí)現(xiàn)正常通信。

關(guān)于極性校正如何操作，為了檢測(cè)總線極性，必須滿足以下所有三個(gè)條件：

1、故障安全偏置網(wǎng)絡(luò)（通常在主節(jié)點(diǎn)上）必須定義總線的信號(hào)極性

2、從節(jié)點(diǎn)必須使能接收機(jī)并禁用驅(qū)動(dòng)器（REB=DE=0）

3、總線必須在故障安全時(shí)間（tFS-max）內(nèi)空閑

故障安全時(shí)間過(guò)去之后，極性校正完成，并同時(shí)應(yīng)用于接收機(jī)和發(fā)送通道?？偩€極性的狀態(tài)被鎖存在收發(fā)器中，并保持其狀態(tài)以用于后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。

特性四：采用1/8負(fù)載，最多支持256個(gè)負(fù)載，上下電無(wú)毛刺，支持熱插拔。

CA-IF48XX采用1/8負(fù)載，因此可以最多支持256個(gè)負(fù)載，負(fù)載電阻過(guò)大，會(huì)帶來(lái)高速通信時(shí)接收信號(hào)失真的問(wèn)題。CA-IF48XX系列芯片內(nèi)部采用快速響應(yīng)模塊，能夠支持高速率的通訊。此外，芯片內(nèi)部通過(guò)特別的上電邏輯處理，保證芯片上下電無(wú)毛刺，可以支持熱插拔，子模塊接入總線更加方便。

應(yīng)用方案

RS485總線在智能電表系統(tǒng)上的應(yīng)用

智能電表應(yīng)用框圖

上位機(jī)通過(guò)USB轉(zhuǎn)UR的接口芯片與485接口芯片進(jìn)行通信，作為主機(jī)，然后再通過(guò)總線連接上分布于樓宇各個(gè)角落的電表模塊，電表模塊由單片機(jī)讀回電流電壓采樣芯片得到的數(shù)據(jù)，然后放入存儲(chǔ)芯片中，再控制485芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣上位機(jī)就能得到所有電表的數(shù)據(jù)，省去了人工抄表的麻煩。

485通訊部分原理圖

由于電表上存在高壓，所以接口上需要做好隔離設(shè)計(jì)，然后總線接口上需要一些ESD保護(hù)處理。

此外，川土微電子CA-IF1051 CAN總線收發(fā)器系列預(yù)計(jì)將在Q2發(fā)布

這款 CAN 收發(fā)器系列符合 ISO1189-2 (2016) 高速CAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）物理層標(biāo)準(zhǔn)。所有器件均設(shè)計(jì)用于數(shù)據(jù)速率高達(dá) 2Mbps（兆位每秒）的 CAN FD 網(wǎng)絡(luò)。