零延時隔離技術的RS485總線節點設計

　　2 ADuM2483簡介

　　ADuM2483采用的iCoupler技術是基于芯片尺寸的變壓器，而不是基于光電耦合器所采用的LED與光電二極管的組合。這種技術由于取消了光電耦合器中的光電轉換過程，并且采用iCoupler變壓器專利技術集成變壓器驅動和接收電路，從而實現了光電隔離器無法比擬的性能優勢。由于使用晶片級制造工藝直接在芯片上制造iCoupler變壓器，所以iCoupler通道比光電耦合器更為有效地實現通道之間的集成，也更容易地實現其他半導體功能。

　　iCoupler數字隔離器無需驅動LED的外部電路，功耗僅為光電耦合器的1／10～1／50。這種新的基于電磁的隔離方法，在抗高溫影響方面遠優于光電耦合器。iCoupler數字隔離器在125℃高溫環境下性能和可靠性并不下降，因此可以采用低成本、小體積的SOIC封裝。另外，iCoupler數字隔離器的隔離通道具有比光電耦合器更高的數據傳輸速率、時序精度和瞬態共模抑制能力，因此非常適合于各種工業上的應用（包括數據通道、數據轉換接口，以及其他多通道隔離應用）。

　　ADuM2483包括1個3通道隔離器、1個帶三態輸出的差分驅動器和1個帶三態輸入的差分接收器。其1／8單位負載的接收器輸入阻抗允許多達256個收發器接入總線，最高傳輸速率可達500 kbps；邏輯端兼容3 V／5 V工作電源，總線端5 V供電。

　　ADuM2483采用限擺率驅動器，較低擺率降低了不恰當的終端匹配和接頭產生的誤碼。其接收輸入具有真正的失效保護功能，當接收器輸入為開路、短路、或空閑時，真正的失效保護可使接收器的輸出邏輯變高。在上電過程中或接入一個已上電的底板時，其熱插拔回路可消除由于對使能和差分接收器輸入端的擾動而導致的錯誤數據。ADuM2483的驅動器具有短路電流限制，并可以通過熱關斷保護電路將驅動器輸出置為高阻狀態，防止過度的功率損耗。芯片封裝采用易于使用的SOW16封裝，工業級溫度范圍內無需任何分立元件就可實現RS485功能。其主要特點如下：

　　◆傳輸速率高，最高可達500 kbps；

　　◆帶載能力強，總線上最多可以掛接256個節點；

　　◆具有±2 kV的ESD保護功能和熱關斷保護功能；

　　◆工業級溫度范圍為－40～+85℃；

　　◆瞬態高共模抑制能力，真正防故障裝置的接收輸入端；

　　◆低功耗，最大2．5 mA的工作電流；

　　◆體積更小，集成度高，大大減小了印制電路板的面積。

3 RS485總線節點設計

　　ADuM2483所隔離的兩端有各自的電源和參考地。其中，邏輯端電壓為2．7～5．5 V，可以實現低電壓供電，從而進一步降低系統功耗；總線端5 V供電，本文設計的接口電路的邏輯端電壓采用5 V供電。電源和參考地之間需接入0．1μF龜容，以濾除高頻干擾。需要注意的是：圖中，GND1與GND2是2個不同的參考地，否則將達不到隔離的效果。

　　ADuM2483獨具的PV（Power－Valid）電源監控功能，可根據供電電源的穩定情況而開斷芯片工作。為了避免GND1緩慢上電／掉電 （》100 μs／V）引起的A、B輸出抖動情況，ADuM2483設計了PV引腳。當電平低于2．0 V時，此引腳為低，芯片不工作；高于2．3 V時，此引腳為高，芯片正常工作。D1與D2用來防止總線上的瞬變干擾。RS485總線接口電路如圖2所示。

　　采用金升陽公司的B0505S隔離模塊實現收發器兩端電源與地完全隔離。其隔離電路如圖3所示。