Превод Игор Бирюков

В индустриалната автоматизация системи използват редица отдалечени данни за придобиване устройства, които предават и получават информация чрез централен модул, осигуряване на достъп до данните за потребителите, така и на други процесори. Типични елементи на такива системи са записване на данни и четци. Почти идеален далекопровод за тези цели се определя RS-485, който предвижда свързване на събиране на данни кабел усукана двойка устройство.

Тъй като много от устройствата за събиране и съхранение на данни в мрежата на RS-485 е компактен, самостоятелни, захранван с батерии устройства, за да контролира тяхното разсейване на топлината и дълъг живот на батерията необходимо да се приемат мерки за намаляване на консумацията си на енергия. По същия начин, пестене на енергия е важна за преносими устройства, както и други приложения, в които интерфейс RS-485 се използват за прехвърляне на данни в процесора. В следващия раздел е предназначен основно за тези, които не са запознати с RS-485.

RS-485: История и описание

RS-485 стандарт е разработен съвместно от двете сдружения на производители: Асоциацията на Electronic Industries (EIA - Асоциация Electronics Industries) и Асоциацията на комуникационния бранш (TIA - Разградска област Associastion). ОВОС веднъж етикетирани всички свои стандарти префикс «RS» (препоръчително стандарт). Много инженери продължават да използват това наименование, обаче, EIA / TIA официално заменя с «RS» в «EIA / TIA» за да се улесни идентифицирането на неговите стандарти. Към днешна дата, различни разширения на стандарта RS-485 покрива широк спектър от приложения.

RS-485 и RS-422 стандарти имат много общи черти, така че те често се бъркат. Таблица. 1 за сравнение на характеристиките на тези стандарти. RS-485 определя двупосочен полудуплексна съобщението, е единственият EIA / TIA стандарт, позволяващ множество приемници и водачите в конфигурацията на автобус. RS-422, от друга страна, определя един-единствен еднопосочно шофьор с множество приемници. RS-485 елементи са обратно съвместими и взаимозаменяеми с техните колеги от RS-422, RS-422, но водачът не трябва да се използва по-485-базирани РС системи, защото те не могат да се откажат от контрола автобус.

Таблица 1. Стандартни RS-485 и RS-422

изключение съвпадение

Първият метод за намаляване на консумацията на енергия е да се премахнат всички терминиращи резистори. Този вариант е възможен само за кратки линии и ниски проценти на трансфер на данни, които позволяват отражения да се успокоят преди данните ще бъдат обработвани от приемника. Както показва практиката, координацията не е необходимо, ако сигналът се увеличи времето най-малко четири пъти по-голям от времето на забавяне на еднопосочно преминаване на сигнал по кабел. Използват се следните стъпки, това правило за изчисляване на непрекъсваем кабел максимално разстояние.

1. За разглеждания кабела трябва да намери сигнала скорост е едностранно пасаж, обикновено предоставена от производителя на кабела, като процент от скоростта на светлината в свободното пространство. Типична стойност за стандартен кабел PVC изолация, състояща се от усукана двойка # 24 AWG, е 20,3 мм / NS.
2. От описанието приемопредавател на RS-485 е минимум времето покачване (TR мин). Например, за MAX3471 тя е равна на 750 НЧ.
3. Това минимално време за повишаване на разделена от 4. За MAX3471 получава TR мин / 4 = 750/4 = 187.5 NS.
4. В последния етап на максималната дължина на кабела, която не изисква одобрение. За MAX3471 е равна на 187,5 НЧ (230 мм / NS) = 38 m.

По този начин, MAX3471 може да осигури добро качество на сигнала, без съвпадение резистори в предаване и приемане в размер на 64 Kbit / и 38-метров кабел. Фигура 4 показва колко силно намалена консумация на MAX3471, когато работи на tridtsatimetrovy кабел без прекратяване резистори в сравнение с работата по trehsotmetrovoy кабел и прекратяване резистори.

RC одобрение

На пръв поглед, възможността за RC-съвпадение блок DC ток е много обещаващо. Въпреки това, този метод налага определени условия. Подравняване състои от сериен RC-верига свързан паралелно входове диференциална приемник (А и В), както е показано на фиг. 5. резистор R е избран равна характеристика импеданс на кабела (Z0) и капацитет С се определя от условията на експлоатация на устройството. Големият стойността на C осигурява добър мач, което позволява на всеки сигнал "видима» R, което съответства на Z0, но това увеличава пиковата стойност на текущата водача изход. За съжаление, по-дълги кабели изискват големи стойности капацитет В. Цели статии бяха посветени на определението на номинална стойност C за постигане на компромис между хармонизация и потребление. Можете да намерите подробни указания относно избора на ръководствата, линкове към които са дадени в края на тази статия.

Средната напрежението на сигнала - е друг важен фактор, който често се пренебрегва, когато RC-споразумение. Ако средната напрежението на сигнала не е балансиран DC, това ще доведе до значително сигнал шейк ниво на линията се дължи на ефекта, известен като "вътрешносекторни смущения символ". Казано по-просто, RC одобрение е ефективна за намаляване на потреблението, но то допринася за влошаването на качеството на сигнала. По този начин, RC одобрение налага толкова много ограничения по отношение на използването й, тя е най-добрата алтернатива в много случаи - за липсата на координация на всички.

Съвпадение Шотки диод

Шотки диоди дават възможност да се приложи предходната алтернативния метод съвпадение, когато голяма консумация на енергия е неприемливо. За разлика от други видове съвпадение, верига по импеданс (Шотки диод) не съответства на характеристика импеданс на автобуса. Съвпадение е направено, поради факта, че диодите просто потискат както положителни, така и отрицателни превишаване причинени от размисъл. В резултат на измененията на напрежението са ограничени до положителен праг на напрежението и нула.

съвпадение верига Шотки диод разсейва малко енергия губи поради проводимостта се проявява само в присъствието на положителни и отрицателни емисии. От друга страна, стандартен резистивен съвпадение (и двете с пристрастие резистори и без тях) води до постоянна загуба на мощност. Фигура 6 илюстрира използването на Шотки диоди да се справят с отражения. Диоди не дават откази работа, обаче, нивото на прага на напрежение избрани приемо MAX308X и MAX3471, дават възможност да се приложи безпогрешна работа и с този вид споразумение.

Шотки диод, който е най-добрата налична сближаване на идеален диод (нула напред напрежение Vf, по време на тон нула и нула обратно времето за възстановяване TRR), е от голям интерес като заместител на захранването при прекратяване резистори. Недостатък на тази координация в RS-485 / RS-422-базирани системи е, че диоди Шотки не могат да потиснат всички отражения. Веднага след като отразения сигнал избледнява под напред напрежение на диод на Шотки, енергията ще останат незасегнати съвпадение на диоди и да продължи толкова дълго, тъй като няма кабел е разпръснат.

Основният недостатък на Шотки-терминатор - разходите. Една точка на преговори изисква две диоди. Тъй като гуми RS-485 / RS-422 е диференциал, този брой се умножава по две (фиг. 6). Използването на множество автобусни Шотки терминатори не е нещо необичайно. Унищожители на Шотки диоди имат много предимства за системи, базирани на RS-485 / RS-422, и икономии на енергия - основната он (Фигура 7.). Има какво да се изчисли, тъй като определените граници за дължина на кабела и скорости на данните, за да бъде постигнато преди такива ограничения Шотки терминатор. Друго предимство е, че множество Шотки терминатори в различни клонове и качеството на приемник на входния сигнал се подобрява без зареждане комуникационната шина.

заключение

Когато скоростта на данните е висока и кабелът е с голяма дължина, RS-485 система, трудно е да се гарантира, ultrasmall консумация, защото има нужда да се създаде комуникационна линия, завършваща апарати (терминатори). В този случай, приемо-с "вярно шум имунитет" на изхода на приемника може да спести енергия, дори когато се използва терминатор, което премахва необходимостта от пристрастия резистори. Софтуерът също така дава възможност на организацията поради по-ниската консумация на енергия, превод приемо в състояние на изключена, или да забрани на машиниста, когато не се използва.

За по-ниски скорости и по-къси кабели, разликата в консумацията на енергия е огромен. Скорост данни трансфер на 60 Kbit / и до 30-метров кабел с помощта на стандартен SN75ALS176 приемо-120 ома резистори прекратяване изискват системата захранване с ток 70 mA. От друга страна, MAX3471 за използване при същите условия, ще се нуждаят от само 2.5 mA от захранването.