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[参考译文] SN65HVD72：额外的组件。

admin
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Other Parts Discussed in Thread: SN65HVD72
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/762714/sn65hvd72-extra-components

器件型号：SN65HVD72

我们将需要一个双绞线(RJ45 CAT 5)上的简单通信协议(RS-485)、用于新传感器并在未来与其他 PCB 进行通信。 我们选择使用 SN65HVD72DR、

 

  1. 数据表( http://www.ti.com/lit/ds/sllse11f/sllse11f.pdf )的第25页显示了使用 TVS 的电路，而 第3页 EVA 套件的参考设计(www.ti.com/.../sllu162pdf)并未使用它们。 是否有必要？ 从 EVA 板中提取设计会更好吗？

 

  1. 对于 EVA 套件、它们使用了一个120欧姆的端接电阻器。 100欧姆是否是 Cat5电缆的更好选择？

谢谢你

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    TI__Guru**** 666710 points
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    尊敬的 Dharmesh：

    TVS 二极管不是必需的。 数据表中的 ESD 规格反映了您在不使用外部二极管的情况下对器件的期望。 不过、如果您的应用需要更高的抗扰度水平、那么 TVS 是扩展性能的理想选择。

    是的、当端接电阻值与电缆的特性阻抗相匹配时、通常可实现最佳的信号完整性。 不过、请注意、存在一些折衷-随着差分总线的有效负载电阻降低、差分电压的幅度也会减小(因为驱动器需要更高的输出电流、而驱动器具有非零源阻抗)。 从120欧姆变为100欧姆通常不是问题、但如果预期的电缆损耗已经相当高、则可能需要记住这一点。

    此致、
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    TI__Guru**** 666710 points
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    您好、Max

    感谢你的答复

    我的器件将通过一对绞线电缆与我们的另一个器件进行通信。 电缆将至少为 Cat5 RJ45电缆。  因此、我想我将简单地为 TVS 添加封装、作为未来 EMC 问题的选项。

    Cat5电缆是否会被视为高电缆损耗？

    此致

    Dharmesh

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    TI__Guru**** 666710 points
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    Dharmesh、

    CAT5电缆是一个合理的选择。 它们通常用于速度更高的信令、因此、对于 RS-485中通常使用的较低数据速率、它们也很合适。 当然、可实现的数据速率与电缆长度之间存在折衷。 您可以通过以下应用手册了解使用 CAT5电缆的 RS-485信令的预期性能：

    www.ti.com/.../slla375.pdf

    根据长度和数据速率、直流损耗(由于电缆电阻与端接电阻之比)或时序抖动(由于交流损耗导致的信号失真)可能是更大的限制因素。 如果链路受直流损耗限制(通常在较低的数据速率下)、则通常首选较大的端接电阻。 如果链路受交流损耗/信号完整性的限制更大(通常在较高数据速率下)、则通常首选与电缆阻抗完全匹配的电阻值。

    此致、
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    TI__Guru**** 666710 points
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    您好、Max

    是否有其他方法可以确定或计算我的最大电缆长度？ 在最坏的情况下、我的目标是让它们最大约10-15米。

    我已经了解到可以将多个器件连接到 RS-485线路、因此如果正确、我需要为每个器件提供 ID 或使用负载开关单独为其供电、以确保消息冲突？

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    TI__Guru**** 666710 points
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    尊敬的 Dharmesh：

    通常、确定给定数据速率的最大电缆长度的最简单方法是对其进行测试。 您可以看到通信在什么距离发生故障、并在其中增加一些安全裕量。 或者、对于给定的电缆、您可以进行一些测量、如我链接的应用手册中所示、以查看您是否对信号质量满意。 如果您没有要测试的硬件、如果您知道布线长度的插入损耗(相对于频率)或脉冲响应、则可以计算布线对 RS-485信号的影响。 有时、电缆供应商可以提供此功能(尤其是在电缆营销用于高速数据通信的情况下)、但在许多情况下、数据很遗憾不可用。

    一般而言、您可能需要参考 SN65HVD72数据表的第10.2.1.1节、其中提供了 RS-485规格中的长度与数据速率特性(图21)。

    正确的是、可以将多个器件连接到公共总线、但您只需注意、在给定的时间仅启用了一个驱动器(通常通过收发器上的"DE"控制线)、因此不会发生消息冲突。 有多种方案可确保这一点。 如果一个节点具有"主"函数、则它可以轮询单个从节点(每个节点都需要使用唯一的标识符进行枚举)。 或者、在某些情况下、用户实施一个"时分多路复用"方法、在这个方法中、每个节点将有一个专用的传输时间周期。 或者、"令牌"可以按顺序在每个节点之间传递、每个节点仅在具有令牌(一旦传输完成、就会传递到另一个节点)时进行传输。

    我希望这对您有所帮助-如果您有更多问题、请告诉我。

    此致、
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    TI__Guru**** 666710 points
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    您好、Max

    谢谢。

    我将购买不同长度的 RJ45电缆、以尝试它在哪个阶段出现故障。 我假设我的低数据速率可以获得相当大的距离。 从中可以看到、由于数据速率将为250kbs、因此我可能会得到几个1000英尺的数据。

    很抱歉、是否有残桩长度？ 我的收发器将放置在 RJ45连接器旁边。

    是的、一个将是主器件、还将控制每个器件 PCB LDO 上的使能线。  

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    TI__Guru**** 666710 points
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    Dharmesh、

    "存根长度"是指未终止的任何布线分支。 理想情况下、您将拥有一条具有两个远端端接的完全线性总线、然后任何其他节点都可以通过短电缆随时接入该总线。 不过、有时、除了通过较长的导线外、其他节点无法直接连接到主总线。 在这种情况下、从主总线到该节点的分支将被视为存根。

    如果相对于被发送信号的时序而言、它们明显传播、则残桩可能会有问题。 这是因为存根的未端接端会生成反射、然后与总线上的预期信号进行交互。 解决此问题的方法通常是缩短存根长度、使用具有较慢输出上升沿和下降沿的收发器、或降低通信速度。

    我不确定是否为禁用每个收发器而对其进行电源门控是最适合您的方法。 如果 LDO 已禁用、则节点将无法传输数据、但也无法接收数据。 维持恒定电源并改用收发器 IC 的使能控制通常更简单。 对于发送节点、"DE"(驱动器使能)引脚可设置为高电平、对于所有其他需要接收数据的节点、可设置为低电平。 ("/re"或接收器使能引脚可直接连接至 DE 或可单独控制；器件仅在/re 为低电平时接收数据。)

    此致、
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    TI__Guru**** 666710 points
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    您好、Max

    谢谢

    对于残桩、我的所有电缆的两端都有 RJ45连接器。 如果需要添加更多节点、我将制作另一个充当集线器的 PCB、其中多个连接器连接到一 个主基座 PCB 会被视为存根？ 您是否有显示示例以避免混淆的图像或图。

    关于 LDO 的门控，这是控制整个 PCB 的电源，而不仅仅是收发器的电源，我的目的是确保器件与器件之间的通信，而其他器件 PCB 则只是被禁用。 但是、现在我想、在集线器板上 、只需简单地为每个额外的 RJ45连接器提供上拉或下拉电阻、用作某种类型的 ID 指示器、然后通过 消息协议确定正在通信的器件。 那么、通过这种方法、我可以使所有器件的电源始终保持开启状态。

    关于去耦合引脚、主器件(主 PCB)是否可以控制所有附加器件的这些引脚？ 因此、当 TX 强制所有其他器件处于 RX 模式、然后在 RX 模式下等待、而任何器件都可以发送回消息？ 这意味着所有器件的 RX 和 TX 引脚也将连接到电缆中。  

    我的 UART 的波特率是否会对我可以使用的最大电缆长度产生任何影响？

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    Dharmesh、

    如果您的"集线器"PCB 不会重新驱动信号、则听起来会引入残桩。 要更好地了解哪些残桩、您可以参考本应用手册中的图3：

    www.ti.com/.../snla049b.pdf

    如果您想设计一个能够驱动信号的有源集线器板、您可以参考以下示例设计：

    www.ti.com/.../TIDA-01365

    我现在了解您在电源门控方面的目标。 我担心的只是当节点转而参与通信时如何"唤醒"它们。 似乎您需要跨布线为每个节点发送控制线、这可能很困难。 在硬件中配置 ID (例如、通过未使用的 RJ45引脚上的上拉/下拉设置或 DIP 开关设置)更简单、然后开发一种协议、仅在给定时间选择特定 ID 时请求通信。

    同样、我认为通过电缆发送 DE 和 RE 控制会变得很麻烦。 这些信号需要单独发送到每个从节点、因此我们将讨论大量导线。 这些也是单端逻辑信号、可能很难通过更长的电缆传输。 (如果可能、您可以在每个节点之间发送 TX/D 和 RX/R 信号、而不转换为 RS-485。)

    一种常见的方法是具有一个主节点和多个具有唯一硬件 ID 的从节点。 从器件在只接收模式(DE = 0V)下运行、直到它们接收到一个带有其 ID 的主器件发出的消息。 如果此消息是请求响应、则主器件将禁用其发送器、然后从器件将启用其发送器(DE = VCC)以发回响应。 完成后、主器件可以重新控制总线。

    是的、UART 波特率直接与总线上的信令速率相关联(收发器仅将大多数 UART 使用的逻辑电平信令转换为适合远距离传输的差分信令)。 因此、增加 UART 波特率将对应于减少允许的电缆长度。

    此致、
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    您好、Max

     感谢你的所有帮助。  

    目前，集线器不是设计的，而是根据上面提到的图3判断，它会遵循总线配置‘A’，我现在认为这是错误的。 我只是将‘A’和‘B’全部连接在一起，然后一次只激活一个收发器。  

    因此、如果我采用菊花链的原理、那么我的每一个器件都需要两个收发器、一个用于自己、另一个用于传递消息、我会说得对吗？  

    我将对我的设计进行更改，以便在连接到集线器时可以为每个设备采用硬件 ID，以便无需额外的 GPIO 即可进行通信。 RJ45电缆中的额外引脚可用于地址设置、因此每个器件在插入插座后都将具有其 ID。  

    对于 UART、我将尝试使用尽可能低的波特率(9600)、因为我的数据要求也很低。

      

    此致

     

    Dharmesh Joshi

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    Dharmesh、

    如果您要采用菊花链网络、则无需单独的"上行"和"下行"收发器端口。 一个收发器可以连接到每个节点的总线。 菊花链的重点是强制使用线性总线拓扑、这意味着不会有任何长度较大的未端接残桩。 这在较高的运行速率下尤其有用。 如果您的工作电压仅为9600波特、则可能会有一定的灵活性、并且长达几米的残桩不太可能产生明显的影响。 (SN65HVD72输出驱动器的压摆率控制转换有助于实现这一点。 如果使用了速度更快的驱动器、则可能会由于反射而出现一些过冲。)

    此致、
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    谢谢

    我将开始按电路板进行设计。

    如果我使用 Cat6 RJ45电缆，我是否希望在低波特率下获得更好的结果？

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    Dharmesh、

    您可以使用 CAT6电缆进行实验、但我不会期望任何明显的改进。 与 CAT5e 相比(例如、在短距离处减少串扰和增加带宽)的改进并不完全与 RS-485信号相关、与以太网(例如)相比、RS-485信号的频率成分往往要低得多。

    此致、

    最大