RS-485標準是一種常見的總線架構(gòu)，其通用性及遠距離傳輸能力使其廣泛應用于各種通信接口電路。在多數(shù)情況下，由于應用環(huán)境的惡劣，需要對RS-485接口采用隔離方案以防止出現(xiàn)接地環(huán)路。

對RS-485接口的隔離方案有很多，老式的光耦隔離電路由于占用空間、體積太大，需要分立元件、緩存驅(qū)動及電路設計繁瑣，已經(jīng)不適合應用于當今要求越來越嚴格的高速數(shù)字通信系統(tǒng)。因此，我們可以采用ADI公司的iCoupler磁隔離解決方案，它能夠提供多通道數(shù)字隔離、集成RS-485收發(fā)器的數(shù)字隔離、集成isoPower磁隔離電源的數(shù)字隔離等多種靈活的隔離方案。在體積、功耗、速率等眾多方面提供優(yōu)于光耦的解決方案。

在這里，我們了解一下目前最簡單，集成度最高的RS-485接口隔離方案。本方案采用隔離型RS-485收發(fā)器ADM2582E/ADM2587E，以單芯片實現(xiàn)完全的半/全雙工RS-485接口隔離。ADM2582E/ADM2587E集成isoPower磁隔離電源，無需外部隔離電源供電。在單芯片封裝內(nèi)還集成了數(shù)字隔離通道和RS-485收發(fā)器，與傳統(tǒng)光耦隔離電路相比，PCB面積縮小84%，元器件數(shù)減少83%。

ADM2582E/ADM2587E是具備±15 kV ESD保護功能的完全集成式隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器，適合用于多點傳輸線路上的高速通信應用。其內(nèi)部集成的RS-485驅(qū)動器帶有一個高電平有效使能電路，并且還 提供一個高電平接收機有效禁用電路，可使接收機輸出進入高阻抗狀態(tài)。該器件具備限流和過熱關(guān)斷特性，能夠防止輸出短路，并防止出現(xiàn)由于總線爭用而引起功耗 過大的情況。

圖1、ADM2582E/ADM2587E功能框圖

根據(jù)ADM2582E/ADM2587E的功能框圖，我們可以看出其內(nèi)部含有isoPower技術(shù)，具有反饋控制的高頻開關(guān)穩(wěn)壓電路。 對于TxD、RxD、DE和RE均采用iCoupler磁隔離技術(shù)對其數(shù)字信號進行隔離。此外，還包含一個能夠?qū)崿F(xiàn)半/全雙工的RS-485/RS- 422收發(fā)器。以單芯片實現(xiàn)了能適應各種需求的RS-485/RS-422接口隔離方案，其芯片封裝僅為SOIC-20。

ADM2582E/ADM2587E通過簡單的外部電路連接即可實現(xiàn)接口隔離功能，下面以ADM2587E為例，來實現(xiàn)半雙工和全雙工的RS-485/RS-422接口隔離。

半雙工隔離ADM2587E帶有RE/DE使能控制引腳，能夠支持半雙工應用，其應用電路圖如下：

圖2、ADM2587E用于半雙工RS-485/RS-422接口隔離

由于ADM2587E后端有A、B、Y、Z四路輸出，當用作半雙工電路時，需要將A和Y連接，作為半雙工的A信號線，將B和Z連接，作 為半雙工的B信號線。兩個VCC引腳的輸入端和GND1引腳之間接有0.01uF、10uF及2個0.1uF電容，這些電容是必要的，能夠去耦及濾波，保 證輸入電源的平穩(wěn)。 同樣，Visoin與GND2引腳之間的0.1uF和0.01uF電容，Visoout和GND2引腳之間的0.1uF和10uF電容都是芯片工作所需要 的。在ADM2587E的總線輸出側(cè)的Visoin引腳和Visoout引腳必須連接在一起，從圖1的功能框圖中我們可以看到，Visoout引腳是 ADM2587E內(nèi)部隔離電源的輸出引腳，而Visoin引腳是內(nèi)部集成RS-485/RS-422收發(fā)器的電源輸入引腳。

全雙工隔離ADM2587E的全雙工隔離電路非常簡單，將邏輯側(cè)引腳與控制芯片連接，總線側(cè)引腳與總線相接即可。其應用電路圖如下：

圖3、ADM2587E用于全雙工RS-485/RS-422接口隔離

ADM2587E的全雙工隔離電路與半雙工隔離電路類似，其后端的A、B、Y、Z直接與全雙工總線相連即可。

結(jié)語

ADM2582E/ADM2587E均可采用3.3V或5V供電，能夠方便的與普通5V供電系統(tǒng)和低功耗的3.3V供電系統(tǒng)連接。A、 B、Y、Z引腳上帶有±15KV的ESD保護及25KV/us的共模抑制能力，能夠為芯片引腳提供大部分的保護功能，在惡劣的應用環(huán)境中，可以在總線上添 加TVS管等器件以增強芯片對大的浪涌電流、電壓的防護能力。

總的來說，ADM2582E/ADM2587E集成度高，外圍電路簡單，整體性能穩(wěn)定，非常適合于工業(yè)、電力等惡劣通信環(huán)境中的RS- 485/RS-422接口隔離應用。