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3.3V供电的RS485接口远距离数据通信电路设计

2022-06-04 15:57分类:电路图 阅读:

 

  在工业控制系统、电力工程通信、多功能仪表等行业中,一般应用串行通信通讯方式开展数据传输。最开始的RS232插口,因为外 界应用场景等要素,常常因电气设备影响而致使数据信号传送不正确。此外,RS232插口只有完成点到点的通信方式,不具有连网作用,并且其最高传送间距仅有15 米,不可以达到长距离通信规定。RS485则解决了那些难题,信号选用差分信号传输技术,较大传送间距约为1219米,容许好几个发送器联接到同一条系统总线上。充分考虑环保节能、功耗低等缘故,系统软件工作电压由传统式的5V变为3.3V,因而3.3V供电系统的RS485插口应时而生。

  RS-485规范简述

  RS-485信号选用差分信号传输技术,收、始于根据均衡五类双绞线将A-A与B-B相匹配相接。当路线A高过路线B脉冲信号(VA-VB》 200mV)时,协调器輸出为逻辑性上拉电阻(RO=1);当路线A小于路线B脉冲信号(VA-VB-200mV)时,协调器輸出为逻辑性低电频 (RO=0)。当控制器的键入端逻辑性脉冲信号为高(DI=1)时,路线A脉冲信号高过路线B脉冲信号;当控制器的键入端逻辑性脉冲信号为低(DI=0)时,路线A脉冲信号小于路线B脉冲信号。见图1。

  RS-485插口选用离散方法传递数据信号,一般光端机可以承担的共模电压范畴为-7V至 12V,一旦共模电压超过此范畴,可能危害通讯的稳定性,乃至破坏插口。因为每一个体系都是有单独的地控制回路,在长距离通讯情况下,系统软件间的地电势差VGPD可能非常大。发送器的輸出共模电压为VOC,那麼信号接收器键入端共模电压VCM=VOC VGPD,RS-485标准VOC不大于3V,但VGPD的力度可以达到十几伏乃至数十伏,并也许伴随强电磁干扰,造成 信号接收器的共模键入VCM超过正常的范畴,并在电源线上造成影响电流量。处理该类情况的办法是:

  a、根据带防护的DC-DC将系统软件开关电源和RS-485光端机的开关电源防护,如图所示2所显示;

  

  图2:低电压3.3V隔离电源计划方案图

  b、根据光电耦合器将数据信号防护,减少共模电压的危害。

  选用该办法时,系统总线光端机的电源线和电源插头与当地数据信号的开关电源是互相防护的。

  光耦隔离电源电路

  光电耦合器通常是限定通讯数据信息串口波特率的首要要素,针对低速档传送,可选用PS250、TIL117等。在快速数字电路设计中,能够充分考虑选用6N137、6N136等快速 光电耦合器,提升电源电路主要参数设计方案。光耦隔离平面图如图所示3所显示。图3中,电阻器R3、R4假如选获得很大,可能使光电耦合器的发光二极管由截至进到饱和的速率减缓;假如选择 得过小,撤出饱和状态可能减缓。不一样型号规格的光电耦合器及光耦电路,促使这两个电阻器的标值略微差别,电阻值的选择一般由研究来明确。

  

  图3:光耦隔离平面图

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