LTC2873：多功能單總線RS485/RS232收發(fā)器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計中，選擇一款合適的收發(fā)器至關(guān)重要。今天我們要探討的這款LTC2873單總線RS485/RS232多協(xié)議收發(fā)器，具備眾多出色特性，為工程師們提供了強(qiáng)大的設(shè)計支持。

文件下載：DC2364A.pdf

一、LTC2873特性概覽

1. 多功能協(xié)議支持

LTC2873支持RS232、RS485和RS422協(xié)議，并且僅需3V至5.5V的單電源供電，就可以靈活配置為半雙工RS485收發(fā)器或者RS232收發(fā)器。這種多功能性使得它在不同的應(yīng)用場景中都能發(fā)揮出色的作用。

2. 高性能數(shù)據(jù)傳輸

• RS485模式：最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)20Mbps，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/li>
• RS232模式：支持可選的1Mbps或250kbps速率，通過DE485/F232引腳可以方便地進(jìn)行速度選擇。

3. 集成式設(shè)計優(yōu)勢

• 自動選擇終端電阻：集成了RS485（120Ω）和RS232（5kΩ）終端電阻，無需額外的外部電阻和控制繼電器，簡化了設(shè)計。
• DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器：使用2mm × 1.6mm的小型電感器和一個電容器，就能為RS232驅(qū)動提供所需的正、負(fù)電源軌，無需多個電源。

4. 高可靠性設(shè)計

• ESD保護(hù)：接口引腳（A/DO, B/RI）具備±26kV HBM的高ESD保護(hù)能力，其他引腳也有±4kV的ESD保護(hù)，確保在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。
• 邏輯回環(huán)模式：方便進(jìn)行診斷自測試，將驅(qū)動輸入連接到接收器輸出。
• 寬溫度范圍：H級版本可在–40°C至125°C的溫度范圍內(nèi)工作。

二、電氣特性詳解

1. 電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍：VCC的工作范圍為3V至5.5V，VL的邏輯電源電壓范圍為1.7V至VCC。
• 電源電流：在不同模式下，電源電流表現(xiàn)良好。例如，在關(guān)機(jī)模式下，VCC電源電流僅為8 - 30μA；在RS232或RS485模式下，驅(qū)動和接收器啟用且終端禁用時，VCC電源電流為4 - 9mA。

2. 驅(qū)動與接收器特性

• RS485驅(qū)動：差分輸出電壓根據(jù)不同負(fù)載和電源電壓有不同表現(xiàn)，最大短路電流為±250mA。
• RS485接收器：輸入電流范圍為–100至125μA，輸入電阻典型值為125kΩ，具備差分輸入信號閾值電壓和輸入遲滯特性，確?？煽拷邮諗?shù)據(jù)。
• RS232驅(qū)動：輸出低電壓為–5至–5.5V，輸出高電壓為5至5.9V，輸出短路電流為±25至±90mA。
• RS232接收器：輸入閾值電壓為0.6至2.5V，輸入遲滯為0.1至1.0V。

3. 開關(guān)特性

• RS485開關(guān)特性：最大數(shù)據(jù)速率為20Mbps，驅(qū)動和接收器的傳播延遲、上升/下降時間等參數(shù)都有明確的規(guī)格。
• RS232開關(guān)特性：不同負(fù)載和電容條件下，最大數(shù)據(jù)速率分別為100kbps、250kbps和1000kbps，驅(qū)動和接收器的傳播延遲、上升/下降時間等也有相應(yīng)的規(guī)定。

三、應(yīng)用信息與設(shè)計要點(diǎn)

1. DC/DC轉(zhuǎn)換器

LTC2873的片上DC/DC轉(zhuǎn)換器從VCC輸入產(chǎn)生7.0V的VDD電源和–6.3V的VEE電源，為RS232驅(qū)動提供穩(wěn)定的電源。在設(shè)計時，需要注意選擇合適的電感（10μH或22μH）和電容（如220nF的電荷泵電容和1μF的存儲電容），并將它們靠近相關(guān)引腳放置。

2. 多設(shè)備供電

多個LTC2873設(shè)備可以通過一個設(shè)備的升壓調(diào)節(jié)器供電，但需要遵循一定的規(guī)則，如限制RS232驅(qū)動的數(shù)量、調(diào)整電感和電容的值等。

3. 電感與電容選擇

電感需要滿足飽和電流和DCR的要求，推薦的電感型號有74479888310、CBC2016T100K等。電容建議使用X5R或X7R介質(zhì)類型，電壓額定值至少為10V。

4. 布局考慮

• 電源引腳：所有VCC引腳和接地引腳應(yīng)使用低阻抗走線或?qū)Ｓ闷矫孢B接在一起，在VCC引腳附近放置合適的旁路電容。
• 高速信號引腳：連接到高速總線信號A/DO和B/RI的PCB走線應(yīng)盡量對稱且短，以減少電容不平衡，保持良好的差分信號完整性。
• 信號路由：注意將輸出信號遠(yuǎn)離敏感輸入信號，避免反饋效應(yīng)導(dǎo)致的噪聲、抖動或振蕩。

四、典型應(yīng)用案例

1. RS485平衡接收器

LTC2873的RS485接收器具有雙閾值架構(gòu)，支持全故障保護(hù)操作，能夠在信號短路、開路或終止但未驅(qū)動超過0.7μs時產(chǎn)生高電平輸出，確保系統(tǒng)的可靠性。

2. 無需RS485偏置網(wǎng)絡(luò)

其內(nèi)部故障保護(hù)功能消除了外部網(wǎng)絡(luò)偏置電阻的需求，允許網(wǎng)絡(luò)支持多達(dá)256個節(jié)點(diǎn)，減少了偏置電阻的負(fù)載。

3. 可選擇的RS485終端

集成的可切換120Ω終端電阻可通過邏輯控制方便地改變線路終端，適用于不同特性阻抗的電纜，提高信號保真度。

4. 邏輯回環(huán)

邏輯回環(huán)模式可用于自測試，但不能完全確保LTC2873的全功能正常，不過能提供一個方便的診斷手段。

五、總結(jié)

LTC2873單總線RS485/RS232多協(xié)議收發(fā)器以其多功能性、高性能和高可靠性，為電子工程師在設(shè)計通信系統(tǒng)時提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇電源、電感、電容等外部元件，并注意布局和布線的細(xì)節(jié)，以充分發(fā)揮LTC2873的優(yōu)勢。你在使用類似收發(fā)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。