應(yīng)用MAX9259的多媒體串行鏈路(GMSL)的線路故障檢測

MAX9259的內(nèi)部線路故障監(jiān)控電路用來監(jiān)視串行鏈路的故障，比如線路與電源線(電池)短路、與地短路、或者是開路。圖1為原始電路和所需的外部電阻，這在MAX9259的數(shù)據(jù)資料中也有提及。

圖1. MAX9259線路故障檢測電路

基于該原始電路，增加額外的兩個(gè)器件，線路故障監(jiān)控電路就能夠支持雙絞線電纜故障的監(jiān)控(圖2)。

圖2. 支持短路檢測的線路故障監(jiān)測電路

擴(kuò)展后的電路(圖2)將原先的4.99kΩ電阻分為一個(gè)2.0kΩ電阻(R4)和一個(gè)3.01kΩ電阻(R5)。n溝道MOSFET (Q1)用作開關(guān)，Q1的漏極連接至R4和R5間的節(jié)點(diǎn)，Q1的源極連接至地。

當(dāng)信號LINE_DIAG (連接到Q1的柵極)為低電平時(shí)，Q1斷開。新電路的功能和圖1所示原始電路功能完全相同，但增加了雙絞線電纜的短路檢測功能。

當(dāng)LINE_DIAG變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，Q1打開并將R4和R5間的節(jié)點(diǎn)連接至地。

如果雙絞線之間沒有短路，Q1則將R4與R5之間的節(jié)點(diǎn)連接至地，如圖3所示，該電路為圖2的簡化電路。

這種條件下，只有LMN1受Q1影響，LMN0的電壓仍然在其正常電平。但是，供電電壓在1.7V至1.9V之間，LMN1的電壓已經(jīng)足夠低，可被檢測到短路至地。檢測結(jié)果：MAX9259的/LFLT輸出變?yōu)榈碗娖?0x08寄存器的D[1:0]位為LFPOS = 10 (正常)，D[3:2]位為LFNEG = 01 (短路至地)。

圖3. 沒有發(fā)生短路的等效電路

圖4. 線路發(fā)生短路時(shí)的等效電路

當(dāng)雙絞線短路在一起時(shí)，圖2所示電路等效為圖4電路。Q1同樣會使R4與R5間的節(jié)點(diǎn)連接至地，但由于雙絞線短路，這將會影響LMN0電平。

當(dāng)供電電壓為1.7V至1.9V時(shí)，LMN0和LMN1的電壓都將低于MAX9259數(shù)據(jù)資料中所列的最大值為0.3V的短路至地的門限電壓。檢測結(jié)果：MAX9259的/LFLT輸出變?yōu)榈碗娖?0x08寄存器的D[1:0]位為LFPOS = 01 (短路至地)，D[3:2]位為LFNEG = 01 (短路至地)。

MOSFET的漏電流(柵極電壓為0時(shí)的漏極電流，IDSS)是圖2所示電路正常工作的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)線路開路，MOSFET每微安(µA)的漏電流會使LMN1電壓降低1µA × 45.3kΩ = 45.3mV;當(dāng)線路正常工作時(shí)，會降低1µA × (47.3kΩ//52.91kΩ) = 25mV。LMN1上過大的壓降會觸發(fā)監(jiān)測電路的誤動(dòng)作。所以，該電路的開關(guān)要選用具有低IDSS的MOSFET (如ON Semiconductor®的BS107，IDSS = 30nA，最大值)。

與上述漏電流同樣重要的是電阻對的匹配。圖2所示電路中，R1等于R2、R3等于R4 + R5，R6等于R7。