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)

　　可用的電纜長度取決于對數據速率的要求,其速度和距離組合可以從1200米對應200 kbps到100米對12 Mbps。RS-485驅動器采用平衡的差分信號,通過兩根輸出線發送數據。接收器通過比較兩個信號確定邏輯狀態;如果差分信號電壓大于200 mV便可提供有效的邏輯電平。驅動器和接收器中的差分放大器控制信號線間的電流方向。這樣就比諸如RS-232單端信號方案提供較高的抗噪聲干擾能力。

　　因為RS-485通常用于連接多個系統,所以各系統和總線之間的隔離非常關鍵。像使用RS-232一樣,數字隔離器不支持RS-485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本地總線或者處理器。因為iCoupler隔離器的輸入和輸出電路彼此是電隔離的,所以將其置于處理器和收發器之間是一種隔離系統和電纜的簡單方法。為了完成這種隔離,通常使用帶隔離的DC/DC變換器給隔離器和收發器供電。ADuM1301 iCoupler數字隔離器和帶隔的離電源的組合用法,如圖4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。

　　圖4 帶隔離的RS-485電路

圖5示出了ADM2486單芯片隔離RS-485收發器。

　　CAN總線：CAN總線標準,最初是為汽車應用開發的,它規定了一種2線串行通信協議,允許高達1 Mbps的數據速率、多達30個結點和40米的最大電纜長度。它以幀為單位傳送異步數據,幀中包括起始位(bit)和停止位、一個仲裁字段、一個控制字段、一個循環冗余校驗(CRC)字段和一個確認字段。每個結點都能同時偵聽和傳送數據,所以該協議最重要的特點之一就是其非破壞性的位序列仲裁,它保證了不會有數據丟失。每個結點在消息開始時發送一個主消息起始(SOM)位。其它的結點將會看到此動作并且在該消息完成之前都不會啟動一次傳輸。然后,發送11 bit或者29 bit的仲裁字段。該字段也稱為標識符,指示總線上所發送消息的優先次序。任何時候都是最高優先級的結點控制總線,讓較低優先級的結點等待。這種非破壞性的仲裁確保了最高優先級的消息總能通過。