利用现场总线提升速度,扩大覆盖范围( 三 )


利用现场总线提升速度,扩大覆盖范围
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图6.ADM3065E接收数据节点具有出色的抖动性能
这种时序性能使ADM3065E成为电机控制编码器通信接口的理想选择 。对于使用EnDat 2.2编码器协议传输的每个数据包 , 数据传输都与时钟下降沿同步 。图7显示 , 对绝对位置(TCAL)进行初始计算后 , 起始位开始将数据从编码器传输回主控制器 。随后的错误位(F1 , F2)表明了当编码器引起的故障错误的具体位置 。。然后 , 编码器发送一个绝对位置值 , 以LS开头 , 后接数据 。时钟和数据信号的完整性对于通过长电缆能否成功发送定位和错误信号至关重要 , EnDat 2.2指定最大抖动为10% 。这是EnDat 2.2指定采用20米电缆、16 MHz时钟速率时的最高抖动要求 。图4显示 , ADM3065E能够满足此要求 , 时钟抖动仅5% , 图6显示ADM3065E能够满足数据传输抖动要求 , 但标准RS-485收发器不能满足 。
ADI公司对ADM3065E收发器出色的电缆时序性能进行表征 , 确保系统设计人员掌握必要的信息 , 以便成功开发符合EnDat 2.2规格要求的设计 。
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图7.时钟/数据同步的EnDat 2.2物理层和协议(基于EnDat 2.2图表实施调整)
更长电缆通信实现更高可靠性
TIA-485-A/EIA-485-A RS-485标准3要求采用合规的RS-485驱动器 , 在满负载网络中产生至少1.5 V的差分电压幅值VOD 。这个1.5 VOD允许在长电缆内发生1.3 V直流电压衰减 , 而RS-485接收器要求以至少200 mV输入差分电压工作 。ADM3065E用于在提供5 V供电时输出至少2.1 V 的VOD , 此情况已经超出了RS-485规范要求 。
满负载RS-485网络相当于54 Ω差分负载 , 该负载模拟双端接总线 , 包含2个120 Ω电阻 , 另外750 Ω则由32个1单位负载(或12 kΩ)连接器件构成 。ADM3065E采用专有的输出架构 , 可在满足共模电压范围要求的同时最大化VOD , 并超越了TIA-485-A/EIA-485-A的要求 。图8显示 , ADM3065E在使用3.3 V电轨供电时 , 产生的驱动力超过RS-485标准要求>210% , 而采用5 V电轨供电则超过>300% 。这扩大了ADM3065E系列的通信范围 , 相比常规的RS-485收发器 , 支持更多远程节点和更高的噪声容限 。
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图8.ADM3065E在广泛电源范围内的性能表现均超越了RS-485驱动器要求
图9通过1000米电缆的典型应用性能 , 进一步说明了这一点 。通过标准AWG 24电缆通信时 , ADM3065E的性能比标准的RS-485收发器高30%——接收节点上的噪声容限高30% , 或者在低数据速率下 , 最大电缆长度增加30% 。这种性能非常适合RS-485电缆长达数百米的无线基础设施应用 。
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图9.ADM3065E能够为超长距离应用提供出色的差分信号
EMC保护和抗扰度
RS-485信号采用平衡差分式传输 , 本身就具有一定的抗干扰能力 。系统噪声均等地耦合到RS-485双绞线电缆中的每条导线 。双绞线使产生的噪声电流沿相反方向流动 , 与RS-485总线耦合的电磁场相互抵消 。这降低了系统的电磁敏感性 。此外 , ADM3065E增强的2.1 V驱动强度支持在通信中实现更高的信噪比(SNR) 。在长电缆传输中 , 例如地面和无线基站天线之间的距离长达几百米 , 具备增强的SNR性能和出色的信号完整性可以确保对天线实施准确、可靠的倾斜/位置控制 。