iCoupler數字隔離器保護工業、儀器和計算機應用中的RS-232、RS-484和CAN總線(05-100)

　　因為iCoupler產品的目的是將輸入和輸出隔離開,所以變壓器初級端的電路和次級端的電路必須封裝在分開的芯片中。變壓器本身可以置于上述任何一顆芯片中——或者第三顆芯片中。整個芯片組被組裝在一個標準的塑料封裝中,類似多種半導體器件所采用的封裝。

　　iCoupler器件的一個新特點是其發送通道和接收通道結合在同一封裝中的能力。因為iCoupler變壓器本質上是雙向的,所以只要變壓器的兩端有適當的電路,信號就可以從任何一個方向通過。按照這種方法,就可以提供具有各種發送通道或接收通道配置的多通道隔離器。

　　串行通信總線

　　RS-232(EIA232)和RS-485(EIA/TIA485)規約只規定了物理層,從而信號協議允許由用戶來定義,或者按照規定在物理層使用它們的其它標準來定義。另外,CAN總線規定了物理層和數據鏈路層。

　　RS-232總線：RS-232總線標準是最常見的串行通信總線標準之一。它目前仍廣泛用作系統間的通信鏈路,其簡易、靈活性以及長期的成功使用決定了它的繼續流行。它適合于點對點通信,采用兩根具有接地參考信號的專用非平衡的單端線可提供全雙工通信。

　　RS-232的數據速率限制在20 kbps,或者在低電壓偏差條件下可以到64 kbps。最大實際電纜長度限于大約16 m,最大容性負栽為2500 pF,負栽阻抗為3 kΩ~7 kΩ。RS-232規定了邏輯1(正邏輯)的驅動器輸出電平為-5 V~-15 V,對于邏輯0(負邏輯)則為+5 V~+15 V——對于邏輯1的接收器輸入電平為-5 V~-15 V,對于邏輯0則為+5 V~+15 V。收到有效的信號電平。

　　RS-232規約規定了具有20根信號線的25針D形連接器的引腳排列,但是更常見的是具有8根信號線的9針D形連接器,如圖3所示。每個方向都有一根線用于數據傳輸,其余的線用于通信協議。在最簡單的情況下,實現RS-232總線僅使用其中三根線：Tx(發送數據),Rx(接收數據)和GND(地線)。

　　圖3 8信號線RS-232網絡配置

　　RS-232通常用于連接多個系統,所以各系統和總線之間的隔離是至關重要的。數字隔離器不支持RS-232標準,所以它們不能用在收發器和電纜之間,而只能用在收發器和本地系統之間。收發器的系統端通常連接到通用異步收發器(UART)或者處理器,采用0～3 V或者0～5 V的邏輯電平。因為iCoupler隔離器的輸入和輸出電路彼此是電隔離的,所以將其置于UART和收發器之間,作為隔離系統和電纜的一種簡單方法。為了完成這種隔離,通常用一種帶隔離的DC/DC變換器給該隔離器和收發器供電。ADuM1402 iCoupler數字隔離器、ADM232L RS-232收發器和帶隔離的電源的組合用法,如圖3所示,避免了接地環路問題并且提供了有效的保護以防止浪涌破壞。

　　RS-485總線：規定RS-485標準用來驅動多達32對驅動器和接收器。其通用性和驅動長4000 m電纜的能力使得它常用于各種應用,尤其是遠距離的系統之間互連。小型計算機系統接口(SCSI)和PROFIBUS協議都采用RS-485標準用于通信。