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[参考译文] EP 接收器和发送器端电路配置 EP EP。

Guru**** 1818720 points
Other Parts Discussed in Thread: SN65C1167E, ESDS552
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/1407980/sn65lbc173a-ep-sn65lbc173a-ep-sn65lbc174a-ep-receiver-and-transmitter-end-circuit-configuration

器件型号:SN65LBC173A-SN6501 EP
主题中讨论的其他器件: SN65LBC174A-SN65C1167E、EP

工具与软件:

您好!

此问题是以下链接中问题的延续。

e2e.ti.com/.../sn65c1167e-alternative-to-sn65c1167e-for-higher-ambient-temperature

根据建议的收发器列表、我选择了 SN65LBC173A-SN65LBC174A-作为 EP 接收器、并选择了 EP 作为发送器。 该应用是以差分方式将 PWM 信号(100kHz)从控制板发送到栅极驱动器板、其占空比将在5%至95%(脉冲宽度为500ns 至9.5us)之间变化、PWM 驱动顶部和底部开关之间的死区时间将在100ns 至300ns 之间。 要发送的距离约为150cm 至200cm。

 我计划使用接收端电路、如下所示(图1)。 549欧姆电阻器是失效防护电阻器。 使用设计指南"保护 RS -485接口免受致命电气瞬变"中的10欧姆串联电阻。 我打算在(R7和 R8)和 C2之间使用 TVS 二极管。

图1:接收器终端电路

此电路与 UCC217XXQDWEVM-054中使用的电路类似、但具有额外的共模扼流圈和电容器(图1)。 UCC217XXQDWEVM-054中不存在发送器侧电路。 要发送的信号会转到收发器输入通道、而输出差分信号会直接路由到连接器。

1) 1)是否对 SN65LBC174A-SN74A 的发送器侧电路有任何建议 EP?

2) 2)由于 SN65LBC174A-LTspice 没有 EP 模型、因此我尝试了使用 SN65C1167E 进行 LTspice 仿真(在 UCC217XXQDWEVM-054中给出)。 我知道 SN65C1167E 是 RS422这一事实。 但是、由于 EP 没有 EP 的模型、因此我选择了该选项。 在使用120欧姆电缆阻抗且 td=50ns 的情况下、在没有发送器终端电路(如图2所示)的情况下尝试了该模型。

图2:仿真电路

仿真电路提供了以下输出。

图3:仿真电路(图2)输出波形

尽管输出信号看起来正常、但传输信号中存在显著失真。 您是否建议使用任何发送器侧电路来缓解这些失真? 是否有一般性评论?

3) 3)我已经按如下所示修改了发送器侧的电路(图4)(即在发送器侧添加一个 LC 滤波器)。

图4:修改后的仿真电路

修改后的电路的输出波形如图5所示。 在传输端、失真似乎要好一点;然而、传输和接收信号的整体失真不能令人满意。 请告诉我如何改进发送和接收端电路、以获得正确的发送和接收端信号。

图5:修改后的仿真电路(图4)波形

附加信息:我使用了549欧姆进行失效防护偏置。 因此、接收侧总阻抗将为110||(2*549)= 99.98欧姆。 如果我们考虑将串联10欧姆电阻器作为负载的一部分、我认为接收端的总阻抗将为120欧姆、因此我使用了120欧姆的电缆阻抗。 此假设是否正确?

4) 4) 您可以 推荐 用于 EP 和 SN65LBC173A-TVS EP 的 TVS 二极管吗? 根据数据表、 二极管需要双向、并且不能钳制在低于-10V 或高于15V 的电压下、并且不应在6V 或更低的电压下导通、因此额定电压需要为6V 或更高、但最大钳位值需要在-10V 至15V 之间。 我找不到能够钳位在-10V 和+15V 的 TVS 二极管。

谢谢你

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    尊敬的 Vijaymahantesh:

     

    -确保您在变送器端也有一个端接电阻器。 然后、您可以将发送器差分线路连接到总线。   

    -我们不支持 LTspice 建模。 我不建议使用 RS -422器件、因为它具有不同的行为特征。

    相反、下面是面向总线的模型、该模型应相对准确、以便进行快速测量。 PW 将由您所需的占空比确定。

     

    -您预计系统会遇到什么样的浪涌? 此外、您预计的浪涌长度是多长?

    此致!

    Ethan

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    1)对于单向信号、发送器上不需要端接电阻器。 通常、您会在发送器和接收器处添加相同的保护元件;要使用的元件取决于您预期的瞬变类型。 (大多数元件会去除高频;共模扼流圈还可以去除与信号相同频率的共模噪声。)

    2)接收器上的差分信号(VR+−VR−)看起来正常。

    3)电容器和电感器太多可能会以某种谐振频率引入振铃。 考虑使用更少的元件。

    端接的总阻抗应与电缆阻抗匹配。

    4) RS 4xx 接收器接受宽共模范围、但您的 TVS 二极管只需要处理总线上实际发生的信号电压。 两个接地之间是否存在偏移? 当两个节点使用同一接地端时、实际信号将介于0V 和5V 之间

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    Vijaymahantesh

    所有克莱门斯点都是准确的。 请向我们提供所有可能的信息、我们可以与您联系。

    此致!

    Ethan

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    Clemens、

    我很抱歉耽误你的时间。 我正在尝试用 。  

    1) 1)您说、"发送器和接收器上都有相同的保护元件"、如果我理解正确、您的意思是说、通常无论接收器侧存在的电路是置于发送器侧的电路、即 Commom 模式扼流圈、电容器、电感器和 TVS 二极管、但发送器侧的端接电阻器除外(由于单向)。 我是不是对您所说的内容进行了解释?

    或者发送器和接收器上是否都将存在10欧姆和 TVS 二极管等保护电路、但 CM 扼流圈和电感器及电容器仅存在于接收器侧?

    2)  我正在尝试模拟与发送器和接收器端等效电路显示的 。 我很快就会回复并提供结果。

    3)好的,我会尝试用更少的组件。

    4)在这个发展阶段,我不知道如何回答"两个理由之间是否存在偏移?"的问题。 但我 将连接两个接地端(控制板和栅极驱动器板上的接地端都短接)。 且每个接地端的电阻为100欧姆。

    关于在接收器处看到的等效阻抗、回答正确吗? (如果我们没有任何 CM 扼流圈以及电感器和电容器)、以下表述是否正确?

    我使用了549欧姆进行失效防护偏置。 因此、接收侧总阻抗将为110||(2*549)= 99.98欧姆。 如果我们考虑将串联10欧姆电阻器作为负载的一部分、我认为接收端的总阻抗将是120欧姆?  

    或者10欧姆串联电阻器不能作为负载的一部分、也不能添加到100欧姆。 那么、如果是、我是否需要使失效防护偏置电阻器和端接电阻器没有10欧姆电阻器时、等效阻抗为120欧姆?

    谢谢你

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    感谢您提供的等效电路。 我会尝试一下、然后回来。  

    目前、 我对 RS485还比较陌生、我不确定会出现哪种浪涌、但系统却是这样的:PWM 信号会从控制板传输到栅极驱动器板、其距离可能约为200cm。 总的来说、硬件将被包含在某个框架中。 许多隔离式转换器 用于获取控制板和栅极驱动器板所需的电压。 因此、我预计 RS485线路上不会有任何(理想情况下)瞬变。 但无论我读到如何 RS485、它都会有针对瞬态的 TVS 二极管;我不确定是否只在进行极远距离通信时才需要使用 TVS 二极管。 如果需要为 TVS 二极管提供保护、您是否有过在铝框中封闭的短距离通信(大约200cm)方面的经验?

    谢谢你

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    Clemens、我进行了一些仿真、并随附结果(pdf 格式、如下所示)。 对于 PDF (见下文所附)中的仿真配置、您是否对推荐的配置有任何意见? 或者、您有任何其他我应该尝试的建议吗?

    我还有一个关于10欧姆防脉冲电阻器的位置的问题。 如下图中所示、POS1和 POS4或 POS2和 POS3中应连接10欧姆防脉冲电阻?

    e2e.ti.com/.../Transmitter_5F00_Receiver_5F00_CKT_5F00_simulation.pdf

    谢谢你

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    感谢您回到我的身边、感谢您对系统所做的说明。  

     RS -485标准不需要 TVS 二极管、因此添加该二极管有助于处理较大的瞬变(可能由附近的其他电线/电路引起)。 总线长度越长、意味着发生瞬变的机会就越多、并不直接意味着需要瞬态保护。 为安全起见、您可以添加 TVS 二极管焊盘、并决定以后再使用二极管来填充这些焊盘。  

      

    在您的模拟 PDF 中、您无需担心 V (TIN+/-)或 V (TOUT+/-)上的噪声。 V R+/-才是重要的因素、因为它是接收器实际看到的(按照设计、差分系统能够缓解大部分噪声)。 即使 VR 线路上存在失真、仍完全在阈值范围内、无法确定接收器上的高/低值。   

      

    我会建议配置- 1、其中包含 POS1和 POS4、以便具有10欧姆防脉冲电阻器。 由于总线长度较短、您无需担心与这些电阻器的完美阻抗匹配。

      

    有关仿真的另一个注意事项是、传输线路 TD 值不是50ns、应该更小。 您可以使用电缆/布线的信号传播和电缆长度(在200cm 的情况下)来计算该值。 否则、仿真看起来正常。  

     

    如果您有任何其他问题、请告诉我、如果不是、请随时标记为已解决。  

    -Ethan

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    ,

    感谢您的推荐。 我还有几个问题。

    1) 1)我无法获得556欧姆和135欧姆的电阻器(失效防护偏置和终端电阻器)。 相反、可使用0.5瓦(0805封装)的549和133欧姆电阻器、因此您认为可以使用549和133吗、我们可以获得大约118.6欧姆的终端电阻器。  

    实际上、我们要制作一个灵活的 PCB、用于将控制板连接到将承载 PWM 差分信号的栅极驱动板。 那么、通过这种 布置、如果我们将差分布线信号阻抗设置为大约120欧姆、那是可以的吗?

    2) SM712是否可以用作 SN65LBC173A-SN65LBC174A/SN65LBC174A-TVS EP EP 对的 TVS 二极管?

    谢谢你

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    Vijaymahantesh

    您提到的这些新电阻器值将没有问题。 120欧姆信号阻抗很 好。  

    是的、SM712可以用于这两个器件。 但是、 根据您的配置、ESDS552可能更便宜。

    -Ethan

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    感谢您的答复。  

    我最后一个问题、这与 SN65LBC179QDR 有关。 我将使用该(SN65LBC179QDR) IC 以差分方式发送故障信号和接收复位信号。 即、来自所有4个栅极驱动器的故障信号使用逻辑电路组合在一起并提供给  SN65LBC179QDR、以差分方式将其发送到控制板。 由于 SN65LBC179QDR 有一个接收器、它将接收微控制器发出给全部4个栅极驱动器的复位信号。  

    所以、

    1) 1) 因为  SN65LBC179QDR 是 RS485。 如果我使用与上述(SN65LBC179QDR) IC 相同的发送侧和接收侧电路、它应该可以吗?、(即失效防护偏置电阻器和 CM 扼流圈和 LC 滤波器、ESD 二极管以及10欧姆防脉冲电阻器)。

    谢谢你

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    Vijaymahantesh

     

    根据我在您发帖中的理解、应该可以假设您遵循本主题中提到的相同做法。 我无法专门谈到数据层、因为 RS -485仅限物理层级别。 总体而言、它可能不是最有效的方法、但对我而言、它肯定应该仍然有效。  

     

    此致!

    Ethan