驱动器，接收器，收发器（发射器和接收器原理）

驱动器/接收器的介绍

能通俗的解释下485线到底是什么线？

本设计指南讨论如何设计RS-485接口电路。本文论述了平衡传输线标准的必要性，并给出了过程控制设计实例。本文还讨论了线路负载、信号衰减、故障保护和电流隔离。1.为什么需要平衡传输线标准？本文重点介绍了业界应用最广泛的平衡传输线标准：ANSI/TIA/EIA-485-A(以下简称485)。本文在回顾了485标准的一些关键方面后，通过一个工厂自动化的实例介绍了如何在实际工程中实现差分传输结构。在远距离和嘈杂的环境中，计算机组件和外围设备之间的数据传输通常很困难。如果可能，尽量使用单端驱动器和接收器。对于这种需要远距离通信的系统，建议使用平衡数字电压接口。45是一种平衡(差分)数字传输线接口，是为改善TIA/EIA-232(以下简称232)的局限性而开发的。485具有以下特点：通信速率高——可达50M bits/s长通信距离——可达1200m(注：在100Kbps)差分传输——噪声辐射小多驱动器和接收器在实际应用中，如果两台或两台以上的计算机需要低成本、可靠的数据通信，都可以使用485的驱动器、接收器或收发器。一个典型的例子是使用485在销售终端和中央计算机之间传输信息。利用双绞线传输平衡信号，噪声耦合低，485共模电压范围宽，所以485允许以高达50M bit/s的速率进行通信，或者在低速下有几公里的通信距离。随着485的广泛应用，越来越多的标准委员会将485作为其通信标准的物理层规范。包括ANSI的SCSI(小型计算机系统接口)、Profibus标准、DIN测量总线和我国多功能电能表的通信协议标准DL/T645。平衡传输线标准485于1983年制定，用于主机与外设之间的数据、时钟或控制线的数据传输接口。标准只规定了电气层，其他协议如协议、时序、串行或并行数据、链接器等都是由设计者或更高层协议定义的。最初，485标准被定义为TIA/EIA-422标准(以下简称422)的灵活性升级。由于422只是单工通信(注：422使用两对差分通信线路，一对用于发送，一对用于接收，所以数据是单向传输的)，485允许一对信号线上有多个驱动器和接收器，有利于半双工通信(见图1)。和422一样，485并没有规定最大线缆长度，但是可以传输1.2km采用24 AWG电缆，速度为100kbps。45也不限制最大信号速率，但受限于上升时间与位时间之比，类似于232。大多数情况下，由于传输线效应和外部噪声，电缆长度比驱动器更能限制信号速率。2、系统设计考虑因素2.1线路负载在485标准中，线路负载要考虑线路终端和传输线路负载。是否匹配传输线终端取决于系统设计，还受传输线长度和信号速率的影响(一般低速短距离时不需要终端匹配)。2.1.1传输线终端匹配可以将传输线分为两种模型：分布参数模型[1]和集总参数模型[2]。测试传输线属于哪种模式取决于信号的渡越(上升/下降)时间tt和驱动器输出到电缆端的传播时间tpd。如果2tpdtt/5，则必须按照分布参数模型处理传输线，必须处理好传输线的终端匹配；在其他情况下，将传输线视为节点参数模型，则不需要传输线的终端匹配。注：分布参数模型——电路中的电压和电流是时间的函数，与器件的几何尺寸和空间位置有关。注：集总参数模型——电路中任意两个端子之间的电压和流入任意器件端子的电流是完全确定的，与器件的几何尺寸和空间位置无关。2.1.2单位负载概念同一485通信总线上挂接的驱动器和接收器的最大数量取决于其负载特性。

相对于单位负载测量驱动器和接收器的负载。45标准规定，一条传输总线上最多可以连接32个单位负载。单位负载定义为：12V共模电压环境下允许1mA电流通过稳态负载，或-7V共模电压环境下允许0.8mA电流通过稳态负载。单元负载可能由驱动器、接收器和故障安全电阻器组成，但不包括交流端子匹配电阻器。图2显示了SN75LBC176A收发器的单位负载计算示例。由于这种器件将驱动器和接收器集成在一起，形成一个收发器(即驱动器输出和接收器输入连接在同一总线上)，因此很难分别获得驱动器漏电流和接收器输入电流。为方便计算，接收器输入阻抗视为12k，收发器电流为1mA。这可以表示一个单位负载，并且在传输总线上允许32个这样的负载。只要接收器的输入阻抗大于12 k，一条传输总线上就可以使用32个以上的收发器。2.2信号衰减和失真一个有用的常识是，在最大信号速率(单位：Hz)通信条件下，允许信号衰减为-6dB。通常，电缆供应商会提供信号衰减图。图3所示的曲线显示了24-AWG电缆的衰减与频率之间的关系。

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