TRS213E：高性能多通道RS - 232線路驅(qū)動(dòng)器和接收器的技術(shù)剖析

在電子設(shè)備的通信領(lǐng)域，RS - 232接口一直扮演著重要角色。今天，我們就來(lái)深入剖析一款出色的多通道RS - 232線路驅(qū)動(dòng)器和接收器——TRS213E。

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一、TRS213E的特性亮點(diǎn)

強(qiáng)大的ESD保護(hù)

TRS213E為RS - 232總線引腳提供了全方位的ESD保護(hù)。人體放電模型（HBM）下可達(dá)±15kV，IEC61000 - 4 - 2標(biāo)準(zhǔn)中，接觸放電為±8kV，氣隙放電為±15kV。如此高等級(jí)的ESD保護(hù)，能有效防止靜電對(duì)設(shè)備造成損害，提高了設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。這讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)，無(wú)需過(guò)多擔(dān)心靜電帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品的可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)兼容性與低功耗

它完全符合或超出TIA/EIA - 232 - F和ITU v.28標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且由5V $V_{CC}$ 電源供電。四個(gè)驅(qū)動(dòng)器和五個(gè)接收器的配置，能滿足多種通信需求。運(yùn)行速率高達(dá)250kbits，在關(guān)斷模式下，電源電流低至15μA（典型值）。這種低功耗特性，對(duì)于電池供電型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要，能有效延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

可互換性與高閂鎖性能

該器件設(shè)計(jì)為可與業(yè)界通用'213器件互換，方便工程師在不同設(shè)計(jì)中進(jìn)行替換和升級(jí)。同時(shí)，其閂鎖性能超過(guò)100mA，符合JESD 78 II類規(guī)范的要求，進(jìn)一步保證了設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

二、應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

TRS213E適用于多種電池供電型系統(tǒng)，如PDA、筆記本電腦、便攜式計(jì)算機(jī)、掌上電腦和手持設(shè)備等。在這些設(shè)備中，它能為異步通信控制器與串行端口連接器之間提供穩(wěn)定的電氣接口，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。對(duì)于經(jīng)常需要移動(dòng)使用的設(shè)備，其低功耗和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能更好地滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

三、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

組成結(jié)構(gòu)

TRS213E由四個(gè)線路驅(qū)動(dòng)器、五個(gè)線路接收器和一個(gè)雙電荷泵電路組成。雙電荷泵電路和四個(gè)小型外部電容器支持由單個(gè)5V電源供電，這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本。

工作模式

它具有低電平有效關(guān)斷（SHDN）和高電平有效使能控制（EN）。在關(guān)斷模式下，電荷泵會(huì)關(guān)閉，V + 被下拉至VCC、V – 被拉至GND，且發(fā)送器輸出被禁用，電源電流通常會(huì)降低至1μA。不過(guò)，有兩個(gè)接收器在關(guān)斷期間仍處于運(yùn)行狀態(tài)，這為一些需要持續(xù)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景提供了便利。

四、引腳配置與功能

引腳布局

TRS213E采用SSOP (DB) 封裝，引腳布局合理。不同的引腳承擔(dān)著不同的功能，如驅(qū)動(dòng)器輸出、接收器輸入、電源、接地以及電荷泵相關(guān)引腳等。

功能說(shuō)明

從引腳功能表中可以清晰地看到，每個(gè)引腳的作用明確。例如，DOUT引腳為RS - 232驅(qū)動(dòng)器輸出，RIN引腳為RS - 232接收器輸入。了解這些引腳的功能，對(duì)于我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和調(diào)試至關(guān)重要。

五、規(guī)格參數(shù)詳解

絕對(duì)最大額定值

各項(xiàng)電壓和溫度都有明確的絕對(duì)最大額定值。如電源電壓Vcc范圍為 - 0.3V至6V，工作虛擬結(jié)溫TJ最高為150℃等。超出這些額定值可能會(huì)對(duì)器件造成永久損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守。

ESD等級(jí)

不同引腳的ESD等級(jí)有所不同。非總線（邏輯/電源）引腳在人體放電模型（HBM）下為±2000V，RS - 232驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入引腳在人體放電模型（HBM）下可達(dá)±15000V。同時(shí)，還給出了不同測(cè)試條件下的ESD等級(jí)及相應(yīng)的建議措施，如在IEC ESD接觸放電測(cè)試時(shí)，需在DOUT3引腳至GND之間連接100pF電容器。

建議運(yùn)行條件

在建議的運(yùn)行條件下，能保證器件的最佳性能。例如，電源電壓、溫度等都有相應(yīng)的范圍要求。了解這些條件，有助于我們優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。

熱特性

熱特性參數(shù)對(duì)于評(píng)估器件的散熱性能至關(guān)重要。TRS213E給出了結(jié)至環(huán)境熱阻、結(jié)至外殼熱阻等多個(gè)熱指標(biāo)，方便我們進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

電氣特性

包括電源和狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)器、接收器等方面的電氣特性。如電源電流ICC在所有輸出均為開(kāi)路時(shí)，典型值為8mA，最大值為20mA；驅(qū)動(dòng)器的高電平輸出電壓VOH在特定測(cè)試條件下為5V至9V等。這些參數(shù)為我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供了重要依據(jù)。

開(kāi)關(guān)特性

驅(qū)動(dòng)器和接收器的開(kāi)關(guān)特性參數(shù)，如最大數(shù)據(jù)速率、脈沖偏移、傳播延遲時(shí)間等，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蜏?zhǔn)確性有著重要影響。例如，驅(qū)動(dòng)器的最大數(shù)據(jù)速率可達(dá)250kbps，能滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

六、功能模式與應(yīng)用實(shí)施

功能模式

通過(guò)功能表可以清晰地看到，不同的輸入組合（SHDN和EN）會(huì)導(dǎo)致不同的器件狀態(tài)。如SHDN為低電平、EN為低電平時(shí)，器件處于關(guān)斷狀態(tài)；SHDN為高電平、EN為高電平時(shí)，器件正常運(yùn)行。了解這些功能模式，有助于我們根據(jù)實(shí)際需求控制器件的工作狀態(tài)。

典型應(yīng)用

文檔中給出了典型工作電路和電容器值，為我們的實(shí)際應(yīng)用提供了參考。不過(guò)需要注意的是，應(yīng)用部分的信息不屬于TI元件規(guī)格，我們需要自行確定元件是否適合自己的用途，并進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試。

七、器件和文檔支持

文檔更新通知

我們可以通過(guò)導(dǎo)航至ti.com上的器件產(chǎn)品文件夾，點(diǎn)擊通知進(jìn)行注冊(cè)，每周接收產(chǎn)品信息更改摘要。及時(shí)了解文檔的更新情況，能讓我們掌握器件的最新信息。

支持資源

TI E2E? 中文支持論壇是一個(gè)很好的參考資料，我們可以在這里搜索現(xiàn)有解答或提出自己的問(wèn)題，獲得快速設(shè)計(jì)幫助。

靜電放電警告

靜電放電會(huì)損壞集成電路，因此在處理TRS213E時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，避免因靜電導(dǎo)致器件損壞。

術(shù)語(yǔ)表

TI術(shù)語(yǔ)表列出并解釋了術(shù)語(yǔ)、首字母縮略詞和定義，方便我們理解文檔中的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。

八、總結(jié)

TRS213E憑借其強(qiáng)大的ESD保護(hù)、低功耗、高兼容性等特性，成為了多通道RS - 232線路驅(qū)動(dòng)器和接收器中的佼佼者。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)其規(guī)格參數(shù)和功能模式，合理應(yīng)用該器件，同時(shí)注意靜電防護(hù)和文檔更新等問(wèn)題。希望通過(guò)本文的介紹，能讓大家對(duì)TRS213E有更深入的了解，在電子設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用TRS213E的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。