CN0313 為EVAL-CN0313-SDPZ板施加3.3 V至VCC電源。電壓可通過 每個ADM3485E附近的VCC測試點檢查。發送和接收路徑可 通過連接其中一個ADM3485E電路進行測試，如圖3所示。 信號或模式發生器可連接到DI。驅動器的輸出可通過A和B 測試點監控，而接收器的輸出可通過RO測試點監控。跳線 配置如圖3所示。該測試設置可應用于全部三個電路。 ? 圖3. 發送和接收測試設置 ? 根據IEC 61000-4-2，ESD測試需使用兩種耦合方法，即接觸 放電和空氣放電。接觸放電意味著放電槍與測試端口直接 相連。采用空氣放電法時，放電槍的放電電極向測試端口 移動，直到產生放電并在整個氣隙上形成一道弧。向每條 總線線路的螺絲端子連接器放電。 對于IEC 61000-4-4 EFT測試，使用容性耦合箝位將EFT突發 脈沖耦合至連接總線線路的電纜。箝位的耦合電容值取決 于電纜直徑、電纜材料和電纜的屏蔽情況。 IEC 61000-4-5電涌測試表示需要使用耦合/去耦網絡(CDN)， 以便將電涌瞬變耦合至總線引腳。根據規格要求，它必須 使用兩個80 Ω電阻針對兩個端口測試。圖4顯示電涌測試的 測試設置。將CDN連接至A和B引腳，以及將電涌發生器 的共模端連接至4個引腳螺旋連接器的接地。 本文描述的所有保護電路均采用ADM3485E，經過實驗室特 性表征并通過了外部獨立的EMC兼容性測試公司的驗證。 有關ezLINX iCoupler?隔離式接口開發環境的更多信息，請 參考 http://wiki.analog.com/resources/eval/ezlinx. 有關EMC的其他關鍵問題，請訪問 http://www.analog.com/rs485emc. 在工業和儀器儀表應用中，RS-485總線標準是使用最廣泛的物理層總線設計標準之一。RS-485提供多個系統之間的差分數據傳輸，這些系統通常相距很遠。RS-485的應用包括：過程控制網絡、工業自動化、遠程終端、樓宇自動化(例如，暖通空調(HVAC)、保安系統)、電機控制和運動控制。 在這些實際的系統中，雷擊、電源波動、感應開關和靜電放電會通過產生較大瞬變電壓對通信端口造成損害。設計人員必須確保設備不僅能在理想條件下工作，而且能夠在 實際可能遇到的惡劣環境下正常工作。為了確保這些設計能夠在電氣條件惡劣的環境下工作，必須符合EMC規范。 許多EMC的問題并不簡單，且不易呈現，因此必須在產品開發周期的初級階段即將其考慮在內。正確的解決方案和保護電路必須作為整體設計的一部分，而非留到最后一刻。保護電路必須集成特定收發器生產商的輸入和輸出結構，作為設計的組成部分。 IEC 61000規范定義了一組EMC耐受性要求。在這組規范中，設計人員必須考慮數據通信線路的下列三類高壓瞬變： IEC 61000-4-2靜電放電(ESD) IEC 61000-4-4電快速瞬變脈沖群(EFT) IEC 61000-4-5電涌耐受 ESD和EFT具有類似的上升時間、脈沖寬度和能耗水平。電涌瞬變具有更長的上升時間和脈沖寬度；其幅度最終可能比ESD或EFT瞬變電能的幅度高3至4個數量級。由于ESD和 EFT瞬變的相似性，它們的電路保護設計也相近。但是因為電涌瞬變的電能水平較高，因此必須將它們區別對待。 每款解決方案都向數據端口提供ESD電壓(8 kV接觸放電和15 kV空氣放電)以及2 kV的EFT電壓保護。不同的解決方案提供高達6 kV的更高電涌保護等級。電路保護等級列于表1中。 表1. 圖1中全部三個保護電路的保護級別 保護方案 ESD EFT(kV) 浪涌(kV) ?1. TVS 接觸放電:?8kV 空氣放電:15kV? 2 1 ?2. TVS/TBU/TISP 接觸放電:?8kV? 空氣放電:15kV 2 4 ?3. TVS/TBU/GDT 接觸放電:?8kV? 空氣放電:15kV? 2 6 圖2顯示EVAL-CN0313-SDPZ板的實物照片。電路板上有三 個ADM3485E器件，每個器件用于一種保護方案。每種保護方案都提供本文描述的ESD和EFT保護，并提升電涌保護等級。 有關EVAL-CN0313-SDPZ板的完整設計支持包，包括原理圖、布局文件和物料清單，請參閱www.analog.com/CN0313-DesignSupport. 圖2. EVAL-CN0313-SDPZ板 ADM3485E是一款3.3 V低功耗數據收發器，適合用于多點傳輸線路的半雙工通信。它的數據速率高達12 Mbps，總線引腳(A和B)上的共模電壓范圍為?7 V至+12 V。數據通過DI引腳發送出去，通過RO引腳接收。驅動器和接收器的輸出都可使能或禁用，即通過改變DE和RE 引腳上的相應邏輯電平，進入高阻抗狀態。 電源和接地通過螺旋電纜連接器互相連接(VCC。 和 GND)該連接器供全部三個ADM3485E器件使用。 DE和RE邏輯輸入通過LK1至LK6設置。對每個ADM3485E而言，LK2、LK4和LK6與DE有關；LK1、LK3和LK5與RE。有關。對每條鏈路而言，位置A連接邏輯引腳至VCC位置B連接邏輯引腳至GND；位置C連接邏輯引腳至四引腳側面螺旋電纜連接器。輸入DI和輸出RO引腳直接連接四引腳螺旋連接器。 EVAL-CN0313-SDPZ還兼容ADI公司的ezLINX?板(EZLINX-IIIDE-EBZ)以及系統開發平臺(EVAL-SDP-CB1Z)。連接器J8將SDP或ezLINX板上的UART和GPIO接口與ADM3485E器件的邏輯I/O相連。I/O連接和跳線配置如表2所示。 表2. ezLINX和SDP I/O連接、跳線配置 ADM3485E I/O Pin SDP/ezLINX 連接器 選擇? ?TVS RO RE DE DI UART_RX GPIO_0 GPIO_3 UART_TX LK7(A) LK1(C) LK2(C) LK8(A) ?TVS/TBU/TISP RO RE DE DI UART_RX GPIO_1 GPIO_4 UART_TX LK7(B) LK3(C) LK4(C) LK8(B) ?TVS/TBU/GDT RO RE DE DI UART_RX GPIO_2 GPIO_5 UART_TX LK7(C) LK5(C) LK6(C) LK8(C) ADM3485E發送器和接收器共用同樣的差分總線引腳(A和B)。保護電路用于保護這些總線引腳。 在第一個保護電路中(TVS，如圖1所示)，使用了一個元件，即Bourns公司的CDSOT23-SM712。它是EVALCN0313-SDPZ上的瞬變電壓抑制器(TVS)陣列。它由兩個雙向TVS二極管組成，經過優化后保護RS-485系統，使其受到盡可能少的過應力，同時支持全范圍RS-485信號和共模電壓偏移。在正常工作條件下，TVS具有很高的對地阻抗。發生過壓情況時，TVS進入雪崩擊穿模式，并將引腳電壓箝位于安全的預定電平。然后，它將瞬變電流從ADM3485E轉移到地。 此保護方案提供高達8 kV(接觸放電)和15 kV(空氣放電)ESD保護、2 kV EFT保護和1 kV電涌保護。 如CDSOT23-SM712數據手冊中所述，該器件專為RS-485設備而設計。以下兩個保護方案應用于CDSOT23-SM712，提供針對電涌的更高級電路保護。 在第二個方案中(圖1中的TVS/TBU/TISP)，CDSOT23-SM712TVS提供第二級保護，而Bourns公司的TISP4240M3BJR-S提供第一級保護。TISP4240M3BJR-S是一款完全集成式電涌保護器(TISP)。TISP是一款固態晶閘管。當超過其預定保護電壓時，TISP提供低阻抗接地路徑，將大部分瞬變能量從ADM3485E轉移開。 Bourns公司的TBU-CA065-200-WH瞬態閉鎖單元 (TBU)是一款非線性過流保護器件，位于第一級和第二級保護器件之間，確保協調工作。TBU是一款過流閉鎖器件，在預定電流下開路。在阻隔模式下，它具有很高的阻抗以阻隔瞬變能量。此保護方案提供高達8 kV(接觸放電)和15 kV(空氣放電)ESD保護、2 kV EFT保護和4 kV電涌保護。 第三級保護方案(圖1中的TVS/TBU/ GDT工作情況與保護方案2相似。該方案使用氣體放電管(GDT)而非TISP。GDT針對比前述TISP保護方案更高的過壓和過流提供保護。GDT是氣體放電等離子器件，提供低阻抗接地路徑以防止過壓瞬變。所選GDT為Bourns公司的2038-15-SM-RPLF。 該第三級保護方案提供高達8 kV(接觸放電)和15 kV(空氣放電)ESD保護、2 kV EFT保護和6 kV電涌保護。 ADM3485E有一個120 Ω引腳與總線引腳相連。 CN0313 EMC COMPLIANT RS-485收發器保護電路 圖1所示電路使用ADM3485E 收發器，是經過驗證并測試的 電磁兼容性(EMC)解決方案，可為使用廣泛的RS-485通信端口提供三重保護。每個解決方案都經過測試和特性表 征，確保收發器和保護電路元件之間的動態交互能夠協同 工作，保護它們免遭靜電放電(ESD)、電快速瞬變脈沖群 (EFT)和電涌的破壞——分別由IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4 和IEC 61000-4-5標準定義。本電路使用ADM3485E提供經過 驗證的RS-485接口ESD、EFT和電涌(常見于惡劣工作環境) 保護。 圖1. 三個EMC兼容ADM3485E保護電路(原理示意圖，未顯示所有連接) ? CN0313 CN0313 | circuit note and reference circuit info EMC COMPLIANT RS-485收發器保護電路 | Analog Devices 圖1所示電路使用ADM3485E 收發器，是經過驗證并測試的電磁兼容性(EMC)解決方案，可為使用廣泛的RS-485通信端口提供三重保護。每個解決方案都經過測試和特性表征，確保收發器和保護電

• 穩定的EMC兼容RS-485收發器接口
• 針對特定ESD、EFT和浪涌電平進行測試

(analog)