[参考译文] THVD1550：RS485信号衰减

您好 Raghu、

我认为您的分析是一个非常好的起点。 (我在这里说的是"起点"、因为在没有某种测试的情况下、很难找到这类问题的答案。) 我认为您可能高估了损耗-根据数据的最大切换速率(500kbps 数据流为250kHz)评估插入损耗可能更有意义 而不是保持输出转换时间所需的全信号带宽。

我仔细检查了您提到的应用手册中的数字、我认为我们需要更正一些拼写错误。 图23和24显示了400kbps、图25和26显示了~600kbps、图27和28显示了1Mbps。 感谢您的关注-我将与我们的文档团队合作进行更正。

基于这些结果、我希望 THVD1550能够在500kbps 的1000m CAT5e 上正常工作。 当然、测试的电缆是"典型"电缆、可能与 CAT5e 的最坏情况下允许的损耗限值不一致、因此您可能需要仔细检查您计划使用的电缆的损耗。

请注意、您还可以执行一些操作来提高性能。 例如、如果您希望改善垂直眼图、可以考虑 THVD1450器件(在 VCC = 5V 时、该器件可提供比 THVD1550更大的输出差分幅度)。 如果您希望改善水平眼图张开度、则可以引入均衡。 这被设计成一些专用收发器(如 SN65HVD24)、但也可在外部实现-请参阅此参考设计以了解一个示例：

www.ti.com/.../TIDA-00790

如果您有进一步的问题或这种问题不清楚、请告诉我。

此致、
最大

您好、Max
感谢你的答复。 感谢您提供的有关提高视力的提示。
但衰减又如何呢？ 我担心衰减、因为我之前执行的分析是在20°C 时进行的。 我们的安装将在炎热的气候下进行。 因此、最高温度60C 不是问题。 电缆衰减增加0.4/C 因此、在60C 时、衰减将增加约0.4x40 = 16%。
我同意测试是得出最终答案的最佳方法，但我想至少进行一个球状部分评估，以了解此设计是否值得或更好地考虑不同的方法：)

我想我的后续问题是... 这些眼图在3000英尺处是否应该衰减？ 当传输的 pk 为2.7V 时、它们是如何2V pk-pk…… 3000英尺后仅衰减700mV？ 这听起来不太可能吗？ 并且峰峰值与距离或数据速率之间没有变化？

您好、Max
我想当我将分压读为1V 峰峰值时、我可能会跳过枪。 您能否告诉我、眼图上每个长度的垂直除法是什么？ 这将有助于我进行分析。

您好 Raghu、

正确的是、图的标度设置为每分段1V。

在大多数这些图中、信号能够在位周期内达到稳定状态振幅。 该振幅不取决于电缆的交流损耗、而是取决于直流电阻。 24 AWG 电缆的典型电阻估算值为每1000英尺25欧姆。 如果存在120欧姆的线路末端端接、那么我预计稳态差分振幅会衰减大约40%。

这一期望似乎与图相当一致。 RS-485驱动器的最小输出幅值为1.5V (例如、3Vpk-pk)、差分总线负载为54欧姆。 在这种情况下、预计初始振幅会更高、因为(1)器件可能是"典型"器件、而不是最坏情况下的器件、并且在标称条件下运行；(2)总差分负载将大于54欧姆。 (在本例中、它将为~83欧姆、因为120欧姆放置在差分信号的每一半上增加~75欧姆串联电阻的电缆的两端。)

如果您不同意这种想法、请告诉我。 (我看到您提到了一个2.7Vpk-pk 的初始振幅-它来自哪里？)

此致、
最大

您好、Max

2.7V pk-pk 来自 THVD1550数据表中的差分驱动器输出电压幅度下的7.6节。 正如您指出的那样、THVD1450的这个数字也是3.5V。  

我最大的顾虑是、我们的所有 RS485节点都以菊花链方式连接在一起、以实现灵活性、并且连接到每个节点的连接器都将导致反射。 我们有128个节点跨1000m 进行连接、这是许多具有反射的连接器。  

我同意您的思路、但您能解释一下它是如何为83欧姆的数学原理吗... 在1000英尺电缆的两端都放置120欧姆的电阻器。 我不确定我是否理解这一点。  

谢谢  

您好 Raghu、

对反射的关注是有效的、但可能难以估算。 只要连接器本身不会显著降低信号性能(例如、通过增加高容性负载或显著的阻抗不连续性)、并且与其之间的电缆连接相对于信号的转换时间而言较短、那么通常可以使用此尺寸的网络。

我对83欧姆估算的思考如下：

-在终端节点的发送器输出端将有120欧姆
-与之并联的是电缆的串联电阻(75欧姆)加上远端终端(120欧姆)加上回路连接的电缆电阻(75欧姆)。 总共为270欧姆。
- 120欧姆|| 270欧姆= 83欧姆。

请告诉我这是否仍然不清楚。

此致、
最大

您好、Max

当然可以。 是的。 这是完全有意义的。  非常感谢。  

我想问一个有关隔离的后续问题、如果您在同一个主题中可以这样做的话。 现在大家都知道、我们的节点之间存在很大的间隔。 我最初考虑将隔离器用于电源和 RS 485收发器、因为这些节点之间的接地电势肯定会有所不同。 在照明冲击或维护期间、它们可能会将 VCM 变化到超过 RS 485限制(-7V 至12V)。

但是、电源隔离会导致效率下降至60%、并且还会增加 BOM、因此从成本角度来看、这对于我们的应用而言是一个问题。  

现在、如果我们在 FW 中对每个数据包进行错误检查、我们可以始终重新传输数据包、前提是 在雷击期间、接地电势的变化仅会导致通信中的临时干扰。 在电势均衡恢复正常值后、它应该恢复工作。 您对此想法有何看法？ 在我们对隔离需求的分析中、我们是否还有其他遗漏？

1.我们假设雷击或维护工作只会对我们的通信造成临时干扰，这是否正确？  

2.是否还有其他事情会导致系统永久故障，因为我们没有隔离节点电源和通信。  

谢谢

Raghu

您好 Raghu、

很抱歉耽误你的时间-我昨天不在办公室了。

您的假设是正确的。 为了避免永久损坏、您应该小心不要超过 RS-485收发器的"绝对最大值"引脚电压额定值、但是在这个范围内、超过建议值的共模偏差只会导致暂时的功能丧失。 在共模标准化后、数据通信可以正常恢复。 在我看来、这听起来不需要隔离。 如果您担心应用条件会给 RS-485收发器带来压力(例如、强制电压超过最大额定值、无论是直流电压还是瞬态电压)、那么更简单的解决方案可能只是在总线上添加一些额外的保护组件(例如、用于钳制 ESD 事件的瞬态电压抑制二极管等)。 只有在存在大型共模转换或独立电源/接地域之间需要稳定通信时、我才会介绍隔离。

最大

您好、Max
最后一个问题。 我们正在考虑使用3.3V 电源运行驱动器、因此我们不需要电压转换器。 数据表中的所有规格都是针对5V Vcc 给出的。
输出电压差"VOD"是否可以大于 Vcc？ RS485是电流驱动器、因此我假设它们应该是、但需要与您确认。 如果 VOD > Vcc、可能存在余量问题？
我们使用的是18 AWG 导线。 3000英尺以上时、负载电阻为68欧姆。 因此、从数据表推断、典型性能的 VOD 将介于3.5V 和4V 之间。 是这样吗？