EMC COMPLIANT RS-485收发器电路解析

2013-08-22 14:12 来源:电子信息网 作者:蒲公英

DE和RE逻辑输入通过LK1至LK6设置。对每个ADM3485E而言,LK2、LK4和LK6与DE有关;LK1、LK3和LK5与RE有关。对每条链路而言,位置A连接逻辑引脚至VCC;位置B连接逻辑引脚至GND;位置C连接逻辑引脚至四引脚侧面螺旋电缆连接器。输入DI和输出RO引脚直接连接四引脚螺旋连接器。

EVAL-CN0313-SDPZ还兼容ADI公司的ezLINX™板(EZLINX-IIIDE-EBZ),以及系统开发平台(EVAL-SDP-CB1Z)。连接器J8将SDP或ezLINX板上的UART和GPIO接口与ADM3485E器件的逻辑I/O相连。I/O连接和跳线配置如表2所示。

表2

ADM3485E发送器和接收器共用同样的差分总线引脚(A和B)。保护电路用于保护这些总线引脚。

在第一个保护电路中(TVS,如图1所示),使用了一个元件,即Bourns公司的CDSOT23-SM712。它是EVAL-CN0313-SDPZ上的瞬变电压抑制器(TVS)阵列。它由两个双向TVS二极管组成,经过优化后保护RS-485系统,使其受到尽可能少的过应力,同时支持全范围RS-485信号和共模电压偏移。在正常工作条件下,TVS具有很高的对地阻抗。发生过压情况时,TVS进入雪崩击穿模式,并将引脚电压箝位于安全的预定电平。然后,它将瞬变电流从ADM3485E转移到地。

此保护方案提供高达8 kV(接触放电)和15 kV(气隙放电)ESD保护、2 kV EFT保护和1 kV电涌保护。

如CDSOT23-SM712数据手册中所述,该器件专为RS-485设备而设计。以下两个保护方案应用于CDSOT23-SM712,提供针对电涌的更高级电路保护。

在第二个方案中(图1中的TVS/TBU/TISP),CDSOT23-SM712 TVS提供第二级保护,而Bourns公司的TISP4240M3BJR-S提供第一级保护。TISP4240M3BJR-S是一款完全集成式电涌保护器(TISP)。TISP是一款固态晶闸管。当超过其预定保护电压时,TISP提供低阻抗接地路径,将大部分瞬变能量从ADM3485E转移开。

Bourns公司的TBU-CA065-200-WH瞬态闭锁单元(TBU)是一款非线性过流保护器件,位于第一级和第二级保护器件之间,确保协调工作。TBU是一款过流闭锁器件,在预定电流下开路。在阻隔模式下,它具有很高的阻抗以阻隔瞬变能量。此保护方案提供高达8 kV(接触放电)和15 kV(气隙放电)ESD保护、2 kV EFT保护和4 kV电涌保护。

第三级保护方案(图1中的TVS/TBU/ GDT)工作情况与保护方案2相似。该方案使用气体放电管(GDT)而非TISP。GDT针对比前述TISP保护方案更高的过压和过流提供保护。GDT是气体放电等离子器件,提供低阻抗接地路径以防止过压瞬变。所选GDT为Bourns公司的2038-15-SM-RPLF。

该第三级保护方案提供高达8 kV(接触放电)和15 kV(气隙放电)ESD保护、2 kV EFT保护和6 kV电涌保护。

ADM3485E有一个120 Ω引脚与总线引脚相连。

电路评估与测试

为EVAL-CN0313-SDPZ板施加3.3 V至VCC电源。电压可通过每个ADM3485E附近的VCC测试点检查。发送和接收路径可通过连接其中一个ADM3485E电路进行测试,如图3所示。信号或模式发生器可连接到DI。驱动器的输出可通过A和B测试点监控,而接收器的输出可通过RO测试点监控。跳线配置如图3所示。该测试设置可应用于全部三个电路。

3

根据IEC 61000-4-2,ESD测试需使用两种耦合方法,即接触放电和气隙放电。接触放电意味着放电枪与测试端口直接相连。采用气隙放电法时,放电枪的放电电极向测试端口移动,直到产生放电并在整个气隙上形成一道弧。向每条总线线路的螺丝端子连接器放电。

对于IEC 61000-4-4 EFT测试,使用容性耦合箝位将EFT突发脉冲耦合至连接总线线路的电缆。箝位的耦合电容值取决于电缆直径、电缆材料和电缆的屏蔽情况。

IEC 61000-4-5电涌测试表示需要使用耦合/去耦网络(CDN),以便将电涌瞬变耦合至总线引脚。根据规格要求,它必须使用两个80 Ω电阻针对两个端口测试。图4显示电涌测试的测试设置。将CDN连接至A和B引脚,以及将电涌发生器的共模端连接至4个引脚螺旋连接器的接地。

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