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[参考译文] TXB0101:4.5MHz 时的 UART 3.3V 信号调节:即使在菊花链数百次时也能保持原始信号质量的组件或电路

Guru**** 2013580 points
Other Parts Discussed in Thread: TXB0101
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/logic-group/logic/f/logic-forum/697900/txb0101-uart-3-3v-signal-conditioning-at-4-5-mhz-components-or-circuits-that-keep-the-original-signal-quality-even-when-daisy-chained-hundreds-of-times

器件型号:TXB0101

您好!

我想构建一条长树拓扑总线、该总线在半双工模式下工作(通过中央仲裁器轮询)、并由许多可以临时切断的小段组成、其中每个段都连接了一个微控制器。 这意味着、我需要总线上的许多开关来断开段。 此外、为了在分支关闭点具有足够的输出能力、还需要收发器或扇出功能。 TI 建议使用 TXB0101或 SN74LVC1T45、但当时我没有完全描述该问题。 现在、我开始使用 TXB0101。 与具有大量方向控制收发器的方向自动感应功能相比、方向自动感应功能可显著简化系统、这些收发器都需要同时进行方向切换以实现半双工。   

原始信号来自微控制器 UART TX、电压为3.3V 至 GND (单线)。

两个收发器之间的每个总线段长度约为50cm、我将其视为一条无反射的短传输线。 短长度还意味着从一个总线收发器到下一个总线收发器、信号衰减很小。 关于扇出、在每个段上还有一个可能的树分支点、理想情况下最多可支持8个分支。 因此、收发器输出的最大负载是相同类型的收发器输入的数字(理想情况下为8)(每个段最多8个树分支)、以及侦听每个段中总线的微控制器的 UART RX。

虽然信号从其中一个 TXB0101的 A 输入到 B 输出没有太大变化、但我担心、当其中许多连续时、信号将逐渐不同于原始的4.5MHz 信号 (想法是拥有数百个总线段)。 此外、噪声将逐渐降低每个总线段上的信号质量。

我的第一个问题是、当我在总线上使用 TXB0101或 SN74LVX1T45时、它们是否有助于保持信号质量稳定、或者它们是否会降低信号质量? (例如、通过稍微改变时序或上升/下降时间等直到信号不可识别?) 尤其是在连续使用其中的许多功能时? 我知道他们生成的信号形式与原始发送器(微控制器 UART)的信号形式相当、但我不确定信号持续时间是否不会有轻微变化、这是我使用的每个额外开关/收发器所用的? 这种理解是否正确?

第二个问题是、如果存在可将输入重新生成为具有特定比特率的"全新、干净" 3.3V 输出的收发器或类似组件、在我的情况下为4.5MHz。 例如、如果输入信号为高电平、然后 大约2位(可能为460ns 而不是445ns)为低电平、然后再次为高电平、则生成的输出应具有干净的上升沿和下降沿以及与4.5MHz (445ns)非常对应的长度。 这种行为可能会涉及一些传播延迟、可能是0.5-1.5位、因为已经变得有点太长的位持续时间也需要被检测、并在4.5MHz 时缩短至正确的长度。

或者、考虑到恒定比特率随处可见、您能否建议在短距离数据线路上连续放置多个收发器或扇出缓冲器/开关后保持原始信号质量的机制?  

(出于 EMC 的原因、差分信号也很有趣、如果出于这些原因需要、最终将实施。 但问题仍然是、许多收发器/开关/扇出缓冲器不会逐渐改变信号、我可以对这种效应采取什么措施来增加改变信号中的位的数量)

谢谢、如果有些事情不清楚、我准备澄清、或者提供我想象中的树状网络的草图

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    不能连续使用多个 TXB:自动方向感应功能要求其具有弱输出驱动器、以便其他器件能够覆盖信号电平。 因此、当两个 TXB 相互连接时、两个 TXB 都不足以驱动另一个 TXB 的输入。
    (TXB 器件的唯一用途是电平转换;就我所见、您不需要电平转换。)

    "UART"中的"A"表示"异步";这意味着信号本身没有时钟(并且两个器件都必须具有足够精确的内部时钟)。 只有当时钟已知时、才可以重新生成信号;对于 UART 信号、这需要一个微控制器(具有自己的时钟)来重新发送它接收到的所有数据(或者一个单独的 UART 芯片、这会更加昂贵)。

    无论如何、4.5MHz 并不是很高;您应该使用普通逻辑缓冲器(SN74xxx1G125)获得可接受的结果。

    这可能无关紧要、但对于差分信令、上升/下降沿的非对称失真很可能相互抵消。