LTC2859 和 LTC2861 將一個邏輯可選的集成端接電阻器與一個堅固的 20Mbps RS485 / RS422 收發(fā)器相結(jié)合，從而在纖巧型封裝中提供了一個單芯片阻抗匹配的網(wǎng)絡(luò)解決方案。低功耗驅(qū)動器具有邏輯可選的低壓擺率模式，可在低于 250kbps 的頻率下工作，具有低 EMI 輻射。1/8 單元負載接收器在整個 RS485 共模范圍內(nèi)為多達 256 個節(jié)點提供故障保護輸出。接收器輸入和驅(qū)動器輸出均具有超過 ±15kV 的可靠 ESD 保護。半雙工 LTC2859 采用 3mm × 3mm DFN 封裝，而全雙工 LTC2861 采用 4mm × 3mm DFN 封裝和 16 引腳 SSOP 封裝。LTC2859 和 LTC2861 的框圖如圖 2 所示。

圖2.LTC2859 和 LTC2861 的框圖。

可切換端接

RS485收發(fā)器通常通過雙絞線電纜進行通信，其特性阻抗范圍為100Ω至120Ω。正確端接電纜對于最大程度地減少可能損壞數(shù)據(jù)的反射非常重要。端接通常由分立電阻組成，其電阻與電纜的特性阻抗相同，在電纜兩端差分連接。然而，當使用 LTC2859 / LTC2861 收發(fā)器時，無需外部電阻器。這些器件在接收器輸入端集成了一個 120Ω 電阻，可以邏輯使能，以便在需要時端接電纜。圖 3 示出了使用 LTC2859 收發(fā)器正確連接網(wǎng)絡(luò)的示例，該收發(fā)器在兩個終端器件上啟用了集成端接電阻器。應(yīng)保持與電纜中間級的短連接，因為這些短截線會產(chǎn)生不必要的反射。

圖3.正確連接的 RS485 網(wǎng)絡(luò)，采用具有可選端接器的 LTC2859 收發(fā)器。

為了說明在RS485系統(tǒng)中正確端接放置的重要性，請考慮圖3中的網(wǎng)絡(luò)，其中四個LTC2859收發(fā)器沿5英尺的cat1e電纜等距分布。信號從節(jié)點 4 驅(qū)動，在節(jié)點 2859 接收。LTC<> 器件中的集成端接電阻器在電纜沿線的不同位置接入或調(diào)出，以說明端接放置對接收波形的影響。不使用外部電阻。

在線路末端（節(jié)點1和4）施加適當?shù)碾娮瓒私訒r，接收的波形具有干凈的轉(zhuǎn)換，如圖4a所示。如果端阻端接從節(jié)點4移動到節(jié)點2或3，則分別產(chǎn)生圖4b和4c的波形。很明顯，端接電阻的放置會對信號完整性產(chǎn)生很大影響。

（一）。

（二）。

（三）。

圖4.節(jié)點4處從圖3中的網(wǎng)絡(luò)接收差分信號。終止時正確終止 在節(jié)點 1 和 4 （a） 處。在節(jié)點 1 和 2 （b） 以及節(jié)點 1 和 3 （c） 處終止時不正確地終止。

LTC2859 和 LTC2861 中的端接電阻器是通過將端接使能 （TE） 引腳拉高而使能的。當端接使能被拉至邏輯低電平或器件未上電時，電阻斷開。圖5 （a）、（b）和（c）顯示電阻在整個溫度、共模電壓和頻率范圍內(nèi)保持良好。

（一）。

（二）。

（三）。

圖5.LTC2859 端接電阻與溫度 （a）、共模電壓 （b） 和頻率 （c） 的關(guān)系。

與其他 RS120 收發(fā)器相比，LTC2859 和 LTC2861 上包含一個可選的 485Ω 阻性終端是一個顯著的優(yōu)勢。當對RS485網(wǎng)絡(luò)進行修改或添加時，可以通過對所需收發(fā)器上的終端使能引腳進行邏輯控制來進行所需的端接更改。這可以通過使用簡單的跳線或通過更高級別的系統(tǒng)控制來完成，其中手動干預是禁止的。一個有價值的好處是，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都能夠在不使用外部電阻的情況下提供端接，使網(wǎng)絡(luò)重新配置更易于管理。

借助可切換終端，基于控制器的網(wǎng)絡(luò)配置可以擴展到簡單的網(wǎng)絡(luò)添加和減少之外，還包括故障保護。支持長達 485 英尺總線的 RS4000 網(wǎng)絡(luò)存在電纜中斷或斷開連接的風險，從而可能中斷服務(wù)。圖 6 示出了利用 LTC2859 邏輯控制端接來防止此類開路電纜故障的雙主機控制環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

圖6.線路中斷容限 RS485 拓撲。

當檢測到網(wǎng)絡(luò)中的中斷時，由于一個或多個節(jié)點的響應(yīng)丟失，主控制器進入低數(shù)據(jù)速率模式。即使中斷會造成嚴重的阻抗不匹配，在中斷點之前仍然可以進行低數(shù)據(jù)速率通信（根據(jù)經(jīng)驗，如果雙向電纜傳播延遲小于位時間的10%，則可以進行無端接通信）。網(wǎng)絡(luò)上每個順序?qū)ぶ返氖瞻l(fā)器都由主站輪詢，以確定中斷發(fā)生的位置。如果網(wǎng)絡(luò)由具有可選端接的 LTC2859 和 LTC2861 收發(fā)器構(gòu)成，則主機可以指示斷線兩側(cè)的兩個節(jié)點使能端接電阻。兩個主控制器現(xiàn)在可以以高數(shù)據(jù)速率訪問總線的每個節(jié)點，直到進行物理修復。主控制器上每個收發(fā)器的RO引腳的XOR可以選擇減少微控制器的I/O引腳數(shù)量。

司機

LTC2859 / LTC2861 驅(qū)動器能夠提供高達 485Mbps 的 RS422 / RS20 信號。圖7顯示了以最大數(shù)據(jù)速率工作的器件的波形。LTC2859 / LTC2861 還具有一種降低轉(zhuǎn)換速率模式 （SLO 模式），該模式是通過將 SLO 引腳設(shè)置為一個邏輯低電平而進入的。

圖7.驅(qū)動器輸出以 20Mbps 的最大數(shù)據(jù)速率切換。

SLO 模式可延長驅(qū)動器轉(zhuǎn)換時間，以減少設(shè)備和電纜的高頻 EMI 輻射。在這種模式下，驅(qū)動器數(shù)據(jù)速率限制在大約250kbps。壓擺限制還可以減輕線路端接不當和長短截線的不利影響。

圖8顯示了正常和SLO模式下的單端和差分驅(qū)動器輸出，相應(yīng)的頻譜工作速率為250kbps。SLO模式顯著降低了高頻諧波。

圖8.LTC2859 驅(qū)動器輸出在正常和低 EMI SLO 模式下的時域和頻域波形。

LTC2859 和 LTC2861 驅(qū)動器具有電流限制功能，可保護它們免受諸如將輸出短路至電源或接地之類的故障的影響。短路電流限制在 ±250mA RS485 標準以下，典型鉗位電流為 ±150mA。如果故障電壓大于約±10V，則電流會進一步降低以限制功耗。LTC2859 和 LTC2861 還具有熱停機保護功能，以便在故障條件導致該器件過熱時將其停用。圖9顯示了由曲線示圖儀驅(qū)動的驅(qū)動器輸出I-V特性。過流保護接合在正掃描和負掃描上，限制驅(qū)動器輸出電流。

（一）。

（二）。

圖9.LTC2861 驅(qū)動器輸出的曲線 I-V 特性，顯示電流限制。（a） 引腳由 LTC2861 驅(qū)動器驅(qū)動為低電平。（b） 引腳由 LTC2861 驅(qū)動器驅(qū)動為高電平。

接收器

LTC2859 具有一個僅利用 540μA 電流 （典型值） 的低功率接收器。LTC2859 / LTC2861 的故障保護功能保證了當輸入短路、開路或端接時，接收器輸出處于邏輯高電平狀態(tài)，但驅(qū)動時間不超過約 3μs。延遲可防止信號過零被解釋為短路輸入并導致RO無意中變高。這種故障保護特性保證適用于–7V至+12V整個共模范圍的輸入。

接收器輸出在內(nèi)部驅(qū)動為高電平（至 Vcc） 或低（接地），無需外部上拉。對于電源范圍內(nèi)的電壓，禁用接收器的RO引腳變?yōu)楦咦杩梗╇娏餍∮凇?μA。

結(jié)論

不正確端接的RS485電纜會嚴重扭曲信號，導致數(shù)據(jù)完整性損失。在沒有邏輯可選端接的情況下校正網(wǎng)絡(luò)終端通常需要對擴展網(wǎng)絡(luò)進行物理檢查。堅固耐用的 LTC2859 和 LTC2861 上包括可選的端接電阻，為具有下一代遠程網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧功能的 RS485 網(wǎng)絡(luò)提供了完整的解決方案。

審核編輯：郭婷