高溫RS485收發器芯片的核心功能是實現基于RS-485標準的串行數據通信。RS-485是一種廣泛使用的工業標準,專為長距離、抗噪聲、多點通信設計。
一、基本原理特點
差分信號傳輸: RS-485的核心優勢在于使用差分信號。芯片將輸入的單端TTL/CMOS邏輯信號(來自微控制器或處理器)轉換為在兩條傳輸線(通常稱為A線和B線)上傳送的電壓差信號。
邏輯“1”(隱性狀態): B線電壓 > A線電壓(典型差值 -200mV 到 -6V)。
邏輯“0”(顯性狀態): A線電壓 > B線電壓(典型差值 +200mV 到 +6V)。
這種差分方式對共模噪聲(如電磁干擾)具有極強的抑制能力,因為噪聲會同時、同等地耦合到兩條線上,接收端只檢測兩者的差值,從而有效抵消了噪聲影響。
半雙工操作:大多數用于此類應用的RS-485收發器是半雙工的。這意味著同一時刻,總線只能處于發送或接收狀態之一,不能同時進行。芯片內部包含驅動器和接收器,通過一個控制引腳(如DE/RE,通常連在一起控制)來選擇當前是發送數據還是接收數據。
總線驅動能力:芯片設計有足夠的驅動能力,能夠在規定的單位負載下驅動長距離(可達1200米或更長,取決于速率)的雙絞線電纜,并支持總線上掛接多個節點(典型32個或更多單位負載)。
高溫適應性 - 關鍵特性:
特殊工藝:采用耐高溫半導體制造工藝(如SOI、特殊硅工藝、或探索中的SiC/GaN),確保芯片在石油測井下常見的極端高溫環境(通常要求達到+175°C 甚至 +210°C)下能可靠工作。
熱設計:內部電路設計優化,降低高溫下的漏電流、功耗和熱漂移,保證電氣參數(如驅動電壓、接收靈敏度、偏置電流)在高溫范圍內符合標準要求。
魯棒性增強:具備更強的靜電放電保護、總線短路保護、過熱保護等特性,以應對井下惡劣的電氣和物理環境。
電氣隔離(可選但常見):為了進一步提高系統在高壓、高噪聲環境下的安全性和可靠性,高溫RS485收發器常常與數字隔離器(光耦或電容隔離)配合使用,實現收發器與儀器本地邏輯電路之間的電氣隔離,切斷地環路,保護低壓側電路。
二、典型代表型號
ZT3881 是一款 3.3V~5.5V 電源供電、總線端口 ESD 保護能力 HBM 達到 15KV 以上、總線耐壓范圍達到±15V、半雙工、低功耗,功能完全滿足 TIA/EIA-485 標準要求的 RS-485 收發器。該產品由青島智騰微電子有限公司研制。ZT3881包括一個驅動器和一個接收器,兩者均可獨立使能與關閉。當兩者均禁用時,驅動器與接收器均輸出高阻態。可實現高達 3Mbps 的無差錯數據傳輸。 ZT3881 具備失效安全(fail-safe)、限流保護、過壓保護等功能,額定工作溫度-40~+210℃。
產品特性
3.3~5.5V 電源范圍,半雙工;
總線端口 ESD 保護能力 HBM 達到 15KV 以上;
總線容錯耐壓達到±15V;
驅動器短路輸出保護;
接收器開路失效保護;
集成的瞬變電壓抵制功能;
在電噪聲環境中的數據傳輸速率可達到 3Mbps;
封裝:CSOP8、CDIP8
電氣特性
ZT3881電氣特性
外形尺寸和引線定義
審核編輯 黃宇
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