THVD24x2系列RS-485收發(fā)器：工業(yè)通信理想之選

在工業(yè)通信領(lǐng)域，可靠穩(wěn)定的通信是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。德州儀器（TI）的THVD2412和THVD2442收發(fā)器，憑借其卓越的性能和特性，成為了眾多工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。下面我們就來詳細(xì)了解一下這兩款產(chǎn)品。

文件下載：thvd2442.pdf

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

電氣標(biāo)準(zhǔn)與電源兼容性

THVD24x2完全符合或超出TIA/EIA - 485A和TIA/EIA - 422B標(biāo)準(zhǔn)要求，采用3V至5.5V的電源電壓，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在5V電源下，其差分輸出超過2.1V，與PROFIBUS兼容，能很好地滿足不同工業(yè)場(chǎng)景的通信需求。

強(qiáng)大的總線保護(hù)能力

• 故障保護(hù)：具備±70V直流總線故障保護(hù)，能有效應(yīng)對(duì)總線出現(xiàn)的過壓情況，保障系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。
• ESD和EFT保護(hù)：提供了多種靜電放電（ESD）和電氣快速瞬變（EFT）保護(hù)。如±16kV HBM ESD、±8kV IEC 61000 - 4 - 2接觸放電和氣隙放電、±4kV IEC 61000 - 4 - 4快速瞬態(tài)突發(fā)保護(hù)，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品的可靠性。

速度等級(jí)與寬溫范圍

提供兩種速度等級(jí)的全雙工器件，THVD2412為250kbps，THVD2442可達(dá)20Mbps，滿足不同數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。而且其工作環(huán)境溫度范圍為 - 40°C至125°C，能適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

低功耗與其他特性

• 低功耗：低待機(jī)電源電流小于10μA，運(yùn)行期間電流小于5.6mA，有效降低了系統(tǒng)的能耗。
• 失效防護(hù)：具備開路、短路和空閑總線失效防護(hù)功能，以及熱關(guān)斷保護(hù)，確保在各種異常情況下系統(tǒng)仍能正常工作。
• 負(fù)載能力：采用1/8單位負(fù)載設(shè)計(jì)，在 - 7V至12V的共模范圍內(nèi)，多達(dá)256個(gè)總線節(jié)點(diǎn)可連接到總線上。
• 封裝優(yōu)勢(shì)：采用小型3mm x 3mm VSON封裝，節(jié)省了布板空間，有利于小型化設(shè)計(jì)。

引腳配置與功能

THVD24x2采用10引腳VSON封裝，各引腳功能明確。驅(qū)動(dòng)器使能引腳DE和接收器使能引腳RE可配置不同的工作模式。當(dāng)DE為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器工作；RE為低電平時(shí)，接收器工作。各引腳還集成了上拉或下拉電阻，方便設(shè)計(jì)和使用。

規(guī)格參數(shù)詳解

絕對(duì)最大額定值

明確了電源電壓、總線電壓、輸入電壓等參數(shù)的最大范圍，超出這些范圍可能會(huì)對(duì)器件造成永久損壞，設(shè)計(jì)時(shí)需嚴(yán)格遵守。

ESD等級(jí)

給出了人體放電模型（HBM）、充電器件模型（CDM）以及IEC標(biāo)準(zhǔn)下的ESD等級(jí)，體現(xiàn)了產(chǎn)品在靜電防護(hù)方面的性能。

建議運(yùn)行條件

包括電源電壓、輸入電壓、信令速率、工作環(huán)境溫度等參數(shù)的建議范圍，確保器件在這些條件下能正常、穩(wěn)定地工作。

熱性能信息

提供了結(jié)至環(huán)境、外殼、電路板等的熱阻參數(shù)，有助于進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，保證器件在合適的溫度下運(yùn)行。

電氣特性

詳細(xì)列出了驅(qū)動(dòng)器和接收器的各項(xiàng)電氣參數(shù)，如差分輸出電壓幅度、共模輸出電壓、總線輸入電流等，為電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供了重要依據(jù)。

開關(guān)特性

分別給出了THVD2412（250kbps）和THVD2442（20Mbps）的開關(guān)特性參數(shù)，包括上升/下降時(shí)間、傳播延遲、脈沖延遲等，對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)至關(guān)重要。

典型應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

典型應(yīng)用場(chǎng)景

適用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、工廠自動(dòng)化和控制、HVAC系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、電表、過程分析、視頻監(jiān)控等眾多工業(yè)領(lǐng)域。

設(shè)計(jì)要求

• 數(shù)據(jù)速率與總線長(zhǎng)度：數(shù)據(jù)速率與電纜長(zhǎng)度成反比，設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。在允許一定小信號(hào)抖動(dòng)的情況下，可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸。
• 樁線長(zhǎng)度：樁線應(yīng)盡可能短，其電氣長(zhǎng)度或往返延遲應(yīng)小于驅(qū)動(dòng)器上升時(shí)間的十分之一，以減少反射對(duì)信號(hào)的影響。
• 總線負(fù)載：由于THVD24x2為1/8 UL收發(fā)器，輸入阻抗約為96kΩ，可在總線上連接多達(dá)256個(gè)接收器。
• 瞬態(tài)保護(hù)：產(chǎn)品具備片上IEC ESD保護(hù)，可提高設(shè)備的穩(wěn)健性。對(duì)于持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的瞬變，如浪涌瞬變，可通過外部保護(hù)電路進(jìn)行防護(hù)。

詳細(xì)設(shè)計(jì)過程

在設(shè)計(jì)RS - 485總線系統(tǒng)時(shí)，可采用并行端接方式，在電纜末端使用端接電阻消除線路反射。對(duì)于半雙工器件，可使用保護(hù)電路抵御浪涌瞬變，如SMAJ30CA TVS二極管。

電源與布局建議

• 電源：使用100nF陶瓷電容對(duì)VCC電源進(jìn)行去耦，且電容應(yīng)盡可能靠近器件電源引腳，以減少電源電壓波紋。
• 布局：采用高頻布局技術(shù)，將保護(hù)電路靠近總線連接器，使用VCC和接地平面提供低電感，合理放置去耦電容器和保護(hù)元件，使用上拉和下拉電阻限制使能線路中的噪聲電流。

總結(jié)

THVD2412和THVD2442收發(fā)器以其豐富的特性、優(yōu)異的性能和全面的保護(hù)功能，為工業(yè)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需根據(jù)具體需求，合理選擇器件和設(shè)計(jì)電路，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。