NE_8_2010.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№8 (88), 2010 г.

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Информационно-технический

журнал

Лучшие изделия Texas Instruments для интерфейса RS-485

Юрий Новиков ...........................................................................................................3

Учредитель – ЗАО «КОмпэл»

Изолированные трансиверы Texas Instruments для промышленных

интерфейсов

Сергей Игнатов ..........................................................................................................6

Издается с 2005 г.

Новые микросхемы компании Maxim для реализации асинхронных

последовательных интерфейсов

Андрей Никитин ......................................................................................................10

Свидетельство о регистрации:

пИ № ФС77-19835

CAN-трансиверы компании ON Semiconductor

Константин Староверов ..........................................................................................13

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Выпускающий редактор:

Анна Заславская

Решения компании STMicroelectronics для безопасной работы интерфейсов

Илья Ошурков .........................................................................................................17

ПАМЯТЬ

Редакционная коллегия:

Андрей Агеноров

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Александр маргелов

Николай паничкин

Борис Рудяк

Илья Фурман

Двухпортовая память M24LR64 с интерфейсами I 2 C и RFID

(STMicroelectronics) Андрей Никитин ....................................................................20

УПРАВЛЕНИЕ ПИТАНИЕМ

Новые микросхемы DC/DC-преобразователей компании Maxim

Андрей Самоделов ..................................................................................................23

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир писанко

Евгений Торочков

ВОПРОСЫ ЧИТАТЕЛЕЙ ..............................................................................................28

Распространение:

Анна Заславская

Электронная подписка:

www.compeljournal.ru

Отпечатано:

«Гран при»

г. Рыбинск

В СЛЕДУЮЩИХ НОМЕРАХ

Тираж – 1500 экз.

Электропитание светодиодных осветительных систем

Компоненты и решения для промышленной автоматики

Бескорпусные источники питания

Подписано в печать:

16 июля 2010 г.

Если вы хотите предложить интересную тему для статьи в следующий номер журнала –

пишите на адрес vesti@compel.ru с пометкой «Тема в номер».

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 8, 2010

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

В эпоху аналоговой электро-

ники насущным хлебом отрасли

считались дискретные элементы

так называемой обвязки – рези-

сторы, конденсаторы, индуктив-

ности. О них нечасто шла речь

в специализированных издани-

ях, но все понимали, что без них

производство электроники не-

возможно.

при переходе к цифровому

миру появились контроллеры и

процессоры, и та молчаливая, но

необычайно важная роль, кото-

рую раньше играли аналоговые

дискреты, перешла к микросхе-

мам интерфейсов, позволяющим

обмениваться информацией. Но,

в отличие от элементов обвязки,

тут уже есть о чем поговорить –

этому способствует разнообразие

как стандартов передачи дан-

ных, так и методов их кодирова-

ния и сжатия.

Все крупные компании-

производители полупроводников

имеют в ассортименте достаточ-

ное количество приемопередатчи-

ков и иных специализированных

ИС для интерфейсов разных ти-

пов (а такие, как Maxim, вообще

считают это направление одним

из главных в своей работе). Од-

нако, составляя этот номер, мы

взяли у каждого крупного про-

изводителя из линейки поставок

КОмпэл его «изюминку». по-

лучилась следующая картина:

• RS-485 и изолированные

приемопередатчики стандартов

CAN, PROFIBUS и RS-485 от

Texas Instruments;

• UART ( MAX3107 ) от Maxim

Integrated Products (у Maxim

можно было бы взять многое, но

это, по нашему мнению, знако-

вая новинка);

• CAN от ON Semiconductor

(поскольку изначально этот

стандарт разрабатывался для ав-

томобильных приложений, а ON

Semi является признанным экс-

пертом в этой области);

• Диодные мосты и сборки

для защиты линий передачи дан-

ных, USB-, Ethernet- и HDMI-

защиты от STMicroelectronics .

по любым вопросам, связан-

ным с приобретением ИС для

организации работы интерфей-

сов и их применением, вы мо-

жете обращаться к специалистам

компании КОмпэл.

С уважением,

Геннадий Каневский

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 8, 2010

ОБЗОРЫ

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Юрий Новиков (КОМПЭЛ)

Лучшие издеЛия

Texas InsTrumenTs

дЛя интерфейса rs-485

В статье приводится обзор новинок компании Texas Instruments в обла-

сти промышленного интерфейса передачи данных, а также кратко рас-

смотрен принцип работы стандарта RS-485 и описана топология построения

сетей на его основе.

Standard 485 или EIA/TIA-

485-A ) – рекомендованный

стандарт передачи данных по

двухпроводному полудуплексному мно-

готочечному последовательному симме-

тричному каналу связи, разработанный

Electronic Industries Alliance (EIA) со-

вместно с Telecommunications Industry

Association (TIA). Стандарт определя-

ет только физические уровни передачи

сигналов и не описывает программную

модель и протоколы обмена. RS-485

создавался для расширения физических

возможностей интерфейса RS-232 по

передаче двоичных данных.

Так как стандарт RS-485 описывает

только физический уровень процедуры

обмена данными, то все проблемы обме-

на, синхронизации и квитирования воз-

лагаются на более высокий протокол –

часто это стандарт RS-232 или другие

верхние протоколы (ModBus, DCON

и т.п.). Сам RS-485 выполняет только

следующие действия:

• Преобразует входящую последова-

тельность «1» и «0» в дифференциаль-

ный сигнал;

• Передает дифференциальный сиг-

нал в симметричную линию связи;

• Подключает или отключает пере-

датчик драйвера по сигналу высшего

протокола;

• Принимает дифференциальный

сигнал с линии связи.

Если подключить осциллограф к

контактам А-В (RS-485) и GND-TDx

(RS-232), то вы не увидите разницы в

форме сигналов, передаваемых в лини-

ях связи. Форма сигнала RS-485 полно-

стью повторяет RS-232 за исключением

инверсии (в RS-232 логическая единица

передается напряжением -12 В, а в RS-

485 – +5 В).

Преобразование уровней сигналов

и новый способ их формирования по-

зволили решить ряд проблем, которые

не были учтены при создании стандар-

та RS-232.

Преимущества физического сигнала

RS-485 перед сигналом RS-232:

• Используется однополярный ис-

точник питания (5 В), который приме-

няется для питания большинства элек-

тронных приборов и микросхем;

• Мощность сигнала передатчика

RS-485 в 10 раз превосходит RS-232,

что позволяет подключать к нему до 32

приемников;

• Используются симметричные сиг-

налы, у которых имеется гальваниче-

ская развязка с нулевым потенциалом

питающей сети. В результате исклю-

чается попадание помехи по нулевому

проводу питания, как в RS-232.

Если расстояние сегмента сети пре-

вышает 1200 м или количество драйве-

ров в сегменте более 32 штук, нужно

использовать повторитель (Repeater)

для создания следующего сегмента

сети, при этом каждый из них должен

быть подключен к согласующим рези-

сторам (здесь сегментом сети считается

кабель между крайним прибором и по-

вторителем или между двумя повтори-

телями).

Компания Texas Instruments произ-

водит порядка 150 различных устройств

для реализации приемников/передатчи-

ков на основе интерфейса RS-485. В та-

блице 1 представлены отличительные осо-

бенности наиболее интересных устройств

компании с разделением по напряжению

питания (3,3 или 5 В) и по типу канала

связи (полный/полудуплекс).

Для того, чтобы понять в чем за-

ключается конкурентное преимущество

трансиверов RS-485 компании TI, рас-

смотрим представителей линейки с наи-

более высокими эксплуатационными

характеристиками или какими-либо до-

полнительными функциями. Стоит от-

метить, что из этого обзора исключены

Топология сети RS-485

Сеть RS-485 строится по последо-

вательной шиной схеме, т.е. приборы

в сети соединяются последовательно

симметричными кабелями. Концы ли-

ний связи при этом должны быть на-

гружены согласующими резисторами

(Terminator) (рис. 1), величина кото-

рых должна быть равна волновому со-

Приемопередатчик SN65LBC184 от Texas Instruments имеет

встроенную защиту от высокоэнергетичных пульсаций шума в

линии передачи, что значительно усиливает защиту микросхемы

по сравнению с большинством существующих аналогов. Устрой-

ство выдерживает выбросы напряжения в шине данных величи-

ной до 400 В в пике (типовое значение).

противлению кабеля связи. Эти рези-

сторы выполняют следующие функции:

• Уменьшают отражение сигнала от

конца линии связи;

• Обеспечивают достаточный ток че-

рез всю линию связи, что необходимо

для подавления синфазной помехи с по-

мощью кабеля типа «витая пара».

трансиверы с изолированными входа-

ми/выходами, т.к. более подробному

их рассмотрению посвящена отдельная

статья.

Cерия SN65HVD178x

Устройства серии SN65HVD17xx

(таблица 2) имеют усиленную элек-

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 8, 2010

С тандарт RS-485 ( Recommended

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

ОБЗОРЫ

Таблица 1. Отличительные особенности трансиверов rs-485 компании Texas Instruments

Напряжение, В

Полудуплекс

Особенности

Полный дуплекс

Дифференциальные выходы драйве-

ра и входы приемника объединены вну-

три микросхем, что обеспечивает работу

устройств в полудуплексном режиме пе-

редачи данных. SN65HVD1785/86/87

могут работать в широком диапазоне

напряжений на шине данных: -20…25 В.

Все устройства совместимы по выводам

с индустриальным стандартом SN75176,

что позволяет легко усовершенствовать

ранее разработанную систему простой

заменой микросхем.

HVD1785/6/7 ±70 В защита

HVD1791

HVD22/21/20

-20...25 В напряжение на

шине

–

LBC184

Защищенный

–

HVD3082/5/8E

Экономичный, маленький

корпус

HVD3080/3/6E

ISO3082/8

4 кВ изолированный RS-485 ISO3080/6

HVD61

ControlNet

–

HVD1176

PROFIBUS

–

ISO1176

4 кВ изолированный

PROFIBUS

–

Cерия SN65HVD10/11/12

Устройства SN65HVD10/11/12

являются полудуплексными приемни-

ками/передатчиками для интерфей-

са RS-485 с питанием от однополяр-

ного напряжения 3,3 В и полностью

поддерживают стандарты ANSI EIA/

TIA-485-A и ISO 8482. Отличительной

особенностью серии является защита

от электростатического разряда (ESD)

величиной до 16 кВ. В режиме ожида-

ния SN65HVD10/11/12 обеспечивают

очень низкий ток потребления (типовое

значение равно 1 мкА), что позволяет

применять их при разработке устройств

с батарейным питанием. Все микросхе-

мы работают в температурном диапазо-

не -40...85°C и поддерживают расши-

ренный диапазон напряжений на шине

данных. Различия устройств серии

представлены в таблице 3.

3...5

HVD1781

±70 В защита, 3...5 В питание

–

HVD08

3...5 В питание

–

HVD12/11/10

16 кВ ESD, маленький кор-

пус:

–

3,3

–

с входом разрешения

HVD32/31/30

–

без входа разрешения

HVD35/34/33

ISO15

4 кВ изолированный RS-485 ISO35

Таблица 2. различия микросхем серии sn65HVD178x

Наименование

Скорость передачи

данных, Мбит/с

Дуплекс

Особенности

Корпус

HVD1780

0,115

Полу

SOIC/DIP

HVD1781

Полу

питание 3...5 В

SOIC/DIP

HVD1782

Полу

SOIC/DIP

HVD1785

0,115

Полу

питание 5 В, широкий

диапазон напряжений

-20..25 В

SOIC/DIP

HVD1786

Полу

SOIC/DIP

HVD1787

Полу

SOIC/DIP

Таблица 3. различия микросхем серии sn65HVD10/11/12

SN65LBC184

Это изделие является дифферен-

циальным приемником/передатчиком,

выполненном в совместимых по выво-

дам корпусах со стандартом SN75176.

Устройство имеет встроенную защиту от

высокоэнергетичных пульсаций шума в

линии передачи, что значительно усили-

вает защиту микросхемы по сравнению

с большинством существующих анало-

гов. Использование защитных цепей

внутри микросхемы позволяет реали-

зовать высоконадежный неизолирован-

ный интерфейс передачи данных без ис-

пользования дополнительных внешних

компонентов. Устройство выдерживает

выбросы напряжения в шине данных

величиной до 400 В в пике (типовое зна-

чение).

SN65LBC184 также имеет ряд допол-

нительных особенностей, что позволяет

применять его в электрически «шумных»

линиях связи с большим количеством

одновременно подключенных устройств,

например, в сетях контроля промыш-

ленных процессов. Дифференциальный

передатчик имеет встроенный контроль

скорости нарастания выходного напря-

жения ( Slew-rate ) и обеспечивает мак-

симальную скорость передачи данных

250 кбит/с. Slew-rate-контроль позволя-

ет протягивать более длинные шины дан-

ных, чем при использовании устройств

без контроля по скорости нарастания на-

Наименование

Скорость передачи

данных, Мбит/с

Slope control

Эквивалентная на-

грузка

SN65HVD10

Нет

1/2

SN65HVD11

Есть

1/8

SN65HVD12

Есть

1/8

трическую защиту, которая обеспечи-

вает работоспособность микросхемы

в случае короткого замыкания линии

питания, обрыва или короткого замы-

кания линии связи и при попадании

на шину данных любого напряжения

в диапазоне ±70 В. Также микросхе-

мы устойчивы к воздействию электро-

статических разрядов (ESD) и влия-

нию статики человеческого тела. Все

устройства содержат в себе по одному

дифференциальному приемнику и пе-

редатчику и питаются от однополяр-

ного напряжения:

• 3...5 В – для микросхем

SN65HVD1780/81/82;

• только 5 В – для микросхем

SN65HVD1785/86/87.

Рис. 1. топология сети rs-485

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 8, 2010

ОБЗОРЫ

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

пряжения или при более высоких ско-

ростях передачи данных. Уникальная

конструкция приемника обеспечивает за-

щиту выходов от переключения на вы-

сокий уровень, когда входы микросхемы

«висят в воздухе». SN65LBC184 также

имеет высокое входное сопротивление,

эквивалентное 1/4 единичной нагрузке,

что позволяет подключать к шине дан-

ных до 128 таких же устройств. Рабочий

температурный диапазон устройства со-

ставляет -40...85°C.

Таблица 4. различия микросхем серии sn65HVD308xe

Наименование

Скорость передачи

данных, Мбит/с

Дуплекс

Корпус

SN65HVD3082E

0,2

Полу

DIP/SOIC/MSOP

SN65HVD3085E

Полу

SOIC/MSOP

SN65HVD3088E

Полу

SOIC/MSOP

SN65HVD3080E

0,2

Полный

MSOP

SN65HVD3083E

Полный

MSOP

SN65HVD3086E

Полный

MSOP

Cерия SN65HVD308xE

Устройства серии SN65HVD308xE

рассчитаны на работу при напряжении

питания 5 В и полностью совместимы со

стандартом ANSI EIA/TIA-485-A. При

контроле времени передачи данных эти

устройства могут использоваться для ор-

ганизации линий связи большой протя-

женности и обеспечивают одновременное

включение на шине до 256 аналогичных

устройств. Они позволяют осущест-

влять передачу данных на скоростях до

20 Мбит/с (таблица 4). Отличительная

особенность серии SN65HVD308xE –

очень низкое значение тока собственно-

го потребления (типовое значение равно

0,3 мА); более того, в режиме ожидания

ток потребления снижается до значения

в несколько нА, делая эти устройства

идеальным решением для систем с огра-

ниченным питанием.

Микросхемы серии имеют широкий

допустимый диапазон напряжений на

шине данных и ESD-защиту до 15 кВ,

что делает возможным их применение в

сферах с высокими требованиями к до-

пустимому уровню шума в сетях. Вну-

тренняя схема блокировки при включе-

нии поддерживает выходы передатчика

в высокоимпедансном состоянии до тех

пор, пока не стабилизируется напряже-

ние питания.

256 аналогичных устройств к одной

шине данных.

Заключение

Компания Texas Instruments предо-

ставляет очень широкий выбор устройств

в области интерфейсов передачи данных,

в том числе и для промышленного интер-

фейса RS-485. В их числе есть вариан-

ты с напряжением питания 3...5 В, ско-

ростью передачи данных до 50 Мбит/с,

различными способами организации

шины данных: полудуплекс, полный ду-

плекс. Микросхемы имеют уникальные

характеристики в области электростати-

ческой защиты и защиты от перенапря-

жений в линии передачи данных.

Серия HVD08

Микросхемы серии HVD08 так-

же являются приемниками/передат-

чиками, полностью совместимыми

с промышленным стандартом ANSI

EIA/TIA-485-A и SN75176. Основ-

ными отличительными особенностя-

ми устройств являются: напряжение

питания – 3...5,5 В; ESD-защита до

16 кВ; возможность подключения до

Получение технической информации,

заказ образцов, поставка –

e-mail: analog.vesti@compel.ru

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 8, 2010

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: