深度好文—RS-485现场总线的数字隔离选型考虑
            本文开篇先来稍作科普，众所周知，隔离可防止高电压对敏感电子组件造成损坏或对人造成伤害，另外它还可以透过大的地电位差消除通讯链路中的接地回路，来保持信号完整性。而经常用于恶劣环境下的工业和仪器设备应用中的RS-485总线规范符合真正多点通信网络的要求，根据该标准，单个（双线）总线上最多可以连接32个驱动器和32个接收器。部分RS-485收发器改变输入阻抗以允许最多8倍的节点连接至同一总线。
RS-485系统通常用于连接多个系统，电缆铺设距离很长（有时超过4000米），因此总线和所连接的各系统之间的隔离非常关键。今年越来越普及的数字隔离技术在RS-485电缆网络和与之连接的系统之间提供了重要的隔离，并防止过压瞬变，同时避免在RS-485网络中形成接地环路。
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图 1: 信号和电源隔离的 25 Mbps RS-485 解决方案（简化图，未显示全部连接。来源：ADI公司）
不过，以50Mbps数据速率工作的前提是使ADM3065E工作在3.3 V电压下。 如果需要在5V电压下工作，可以将ADuM6000上的VSEL引 脚连接到VISO，但支持的最大数据速率会降低（例如，10 Mbps）。更多信息，请参考ADuM241D和ADuM6000数据手册。 ADuM6401和ADuM6000 isoPower器件中的DC/DC转换器 可为ADM3065E（和ADuM241D）提供稳压隔离电源。这 两款isoPower器件利用高频开关元件，通过变压器传输功 率。用户必须遵循辐射标准进行印刷电路板 (PCB) 布局。
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图 3. 适合井下应用稳定可靠的ADI公司低功耗隔离式 RS-485 解决方案
图4显示了ADI公司ADuM1441微功耗、四通道、数字隔离器和 ADM3483低功耗、半双工RS-485收发器的组合。当ADM3483处于关断模式（驱动器使能DE引脚为低电平 且接收器使能RE引脚为高电平）时，静态电源电流通常仅 为2nA（最大规范值为1 μA）。如图4所示，ADuM1441的 引脚7和引脚10分别连接至GND1和GND2。这意味着当 ADuM1441隔离器处于无总线通信活动的关断模式时，其静态电流低于23 μA。总体来说，该解决方案的静态功耗低至24 μA以下。
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图 4. 低功耗、隔离式 RS-485 节点(来源：ADI公司)
如果ADuM1441的引脚7和引脚10分别直接连接到VDD1和VDD2，则ADuM1441的静态功耗仅1.2 μA。这可以通过PCB 上的跳线连接来实现，用户可以选择将引脚7连接到VDD1 或GND1，还可以选择将引脚10连接到VDD2或GND2。将 ADuM1441中的1.2 μA静态功耗特性添加到ADM3483静态电源中，可实现一个在关断或待机模式下仅消耗2 μA电流 的完全隔离式RS-485节点。为了确保隔离器正常工作， ADuM1441的引脚7和引脚10必须分别连接到GND1和 GND2。
本文小结
RS-485总线标准是使用最广泛的物理层总线设计标准之一。以数字方式（ADI公司的iCoupler和isoPower）将RS-485与连接至总线的各系统隔离开来，可减少信号失真和误差，并防止系统和组件发生系统和总线电压和接地适配。并且通过不同隔离器和RS-485收发器型号的搭配，可轻松满足工业应用中高速率和低功耗的不同应用场景需求。
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