какая максимальная длина интерфейса rs 485 используется в исб рубеж
Инсталляция, монтаж » Длинна интерфейсной линии RS-485.
Сталкиваемся с проблемой «фантомных» исчезновений и восстановлений в адресном поле приборов системы АПС, длинна линии RS-485 порядка 1750 м., повторителей нет так как в характеристиках сказано, что длинна интерфейсной линии может быть до 3 км, согласующие резисторы подключены, экран линии с одной стороны заземлён, сечение 0,75мм (всё вобщем сделано по уму), но проблемы есть!
Нигде не сказано какие длины интерфейса гарантировано обеспечивают помехоустойчивую работу.
На объекте куча электрооборудования работающего, рядом (0,2-1м) проходят как паралельно, так и пересекают линию силовые кабеля.
Кто может прояснить ситуацию о именно максимальной длинне для гарантированной работе интерфейса (при сложном объекте в плане наличия электромагнитных помех) без повторителей.
3 года 6 месяцев назад
Катаев Виктор Владимирович
– Налетов Константин 3 года 6 месяцев назад
– Малозёмов Константин Вячеславович 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
– Ситников Алексей Юрьевич 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
– Ситников Алексей Юрьевич 3 года 6 месяцев назад
– Ситников Алексей Юрьевич 3 года 6 месяцев назад
– Малозёмов Константин Вячеславович 3 года 6 месяцев назад
– Налетов Константин 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
– Малозёмов Константин Вячеславович 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
– Малозёмов Константин Вячеславович 3 года 6 месяцев назад
– Налетов Константин 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
5 ответов
Катаев Виктор Владимирович можете выложить структурную схему интерфейса RS-485 вашего объекта (для правильности понимания).
Где установлены и какой номинал резисторов согласующих? Джампера на RS-485 где убрали а где оставили? С2000М какой версии? Ноль блоков питания объдинён?
3 года 6 месяцев назад
Пушкарёв Николай Павлович
В РЭ на ПКП С2000М на странице 20 сказано в 1 строке, что устанавливать на линии интерфейса данный прибор можно где угодно (вот же фишка каковая).
ПИ-шек нет, длинна общая как писал ранее, Когда были все Сигналы-10 всё работало чётко, но Заказчик увеличил кол-во датчиков (не адресные) и пришлось менять Сигналу-10 на Сигналы-20П и тут начались фантомные приключения.
Экран у интерфейса заземлён с одной стороны, 0 на питающих клеммах не соеденины так как в РД на интерфейс был заложен кабель 1х2х0,75.
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
– Пушкарёв Николай Павлович 3 года 6 месяцев назад
– Андрей, Ростов на Дону 3 года 6 месяцев назад
– Катаев Виктор Владимирович 3 года 6 месяцев назад
сколько всего перемычек, подключающих согласующие сопротивления, установлено?
У Вас много распределенных объектов, подключенных к разным источникам питания, а на этот случай в РЭ пульта написано, что требуется объединение нулей. Этого объедиения у Вас нет, и по этому Вам просто необходимо обеспечить гальваническую изоляцию интерфейса.
– Налетов Константин 3 года 6 месяцев назад
– Малозёмов Константин Вячеславович 3 года 6 месяцев назад
– Андрей, Ростов на Дону 3 года 6 месяцев назад
объединение нулей всех РИП не является обязательным условием для обеспечения работоспособности
Сталкивался и с этим. Поставили новый Сигнал-20М, линия до него метров 15 4-х жильным проводом, при объединении нулей Сигнал заваливал интерфейс одинаковыми сообщениями. Отключили ноль, сделали интерфейс шиной и заработал.
– Баулин Владимир Александрович 3 года 6 месяцев назад
RS-485 по оптоволокну
Специфика интерфейса RS-485 такова, что он позволяет объединять между собой приборы, расположенные друг от друга на расстоянии до 1000 метров. В зависимости от размеров объекта расположение приемно-контрольных приборов на нем может быть таким, что расстояние сети RS-485 оказывается более 1000 метров и в некоторых случаях намного. А если имеются какие-либо удаленные корпуса, то расстояние до них может достигать нескольких километров.
Чтобы объединить на таком объекте все приборы в единую сеть, специалистами компании Рубеж было разработано и проверено техническое решение на базе преобразователей интерфейса RS-485 в оптоволокно. Рассмотрим построение системы на примере двух отдельно стоящих зданий. В каждом здании имеется несколько приемно-контрольных приборов. Все приборы необходимо объединить в единую систему и вывести мониторинг на компьютер, расположенный в здании №1.
Система строится следующим образом. В здании №1 установлены два приемно-контрольных прибора, которые объединены интерфейсом RS-485. Эта линия через модуль сопряжения МС-1 заведена в компьютер на ПО FireSec. Другой конец интерфейса RS-485 подключается к установленному в этом же здании преобразователю интерфейса MOXA TCF-142-S-ST, который конвертирует RS-485 в оптоволокно и передает по оптоволоконным линиям информацию на другой преобразователь MOXA TCF-142-S-ST, находящийся в здании №2. Этот преобразователь конвертирует информацию из оптоволокна в интерфейс RS-485, на который подключаются приемно-контрольные приборы, установленные в здании №2.
При такой схеме построения все приемно-контрольные приборы объединены в единую сеть и между ними можно реализовать перекрестные связи – включение исполнительных устройств одного прибора по событию, произошедшему на другом приборе. С использованием преобразования RS-485 в оптоволокно и обратно фактически удлиняется интерфейс RS-485 – каждая отдельная часть RS-485 может иметь длину до 1000 метров. Кроме этого, оптоволоконная линия передачи не подвержена электромагнитным помехам, что позволяет использовать такой способ передачи интерфейса RS-485 в тех местах, где существует вероятность сбоя передачи сигнала по обычным проводам вследствие электромагнитных наводок.
Для организации вышеописанной схемы необходимо соединить прием-но-контрольные приборы тм Рубеж и преобразователи MOXA TCF-142-S-ST следующим образом:
На преобразователях MOXA TCF-142-S-ST необходимо настроить параметры RS-485 с помощью DIP-переключателей: выбрать тип интерфейса – 2-х проводной RS-485 (SW1 – OFF, SW2 – ON), включить терминальный резистор (SW3 – ON), выбрать режим точка-точка (SW4 – OFF). На рисунке ниже показано положение переключателей для работы с приемно-контрольными приборами «Рубеж».
Поддерживаемые преобразователи интерфейсов MOXA:
Серия TCF 142:
Серия ICF 1150:
Так же специалистами компании ГК «Рубеж» было проверено техническое решение на базе преобразователя интерфейса RS-485 в оптоволокно с помощью ADAM-4542+ модуля сопряжения интерфейсов RS-232/422/485 с одномодовой ВОЛС
© ООО «ТД Рубеж» 2021, все права защищены
Офлайн каталог продукции RUBEZH в вашем телефоне.
Скачивайте мобильное приложение RUBEZH Ассистент
Интерфейс RS-485 в системах ОПС
Интерфейсы связи в ОПС
Современные системы охранно-пожарной сигнализации, как правило, строятся по модульному принципу. Система состоит из нескольких самостоятельных блоков, связанных между собой с помощью каких-либо интерфейсов. В простейшем случае это прибор приемно-контрольный (ППК) и адресные расширители, к которым подключаются охранные или пожарные извещатели. ППК устанавливается на посту охраны, адресные расширители монтируются непосредственно на объекте охраны с целью минимизации длины проводов до извещателей. Расширители распределены по объекту охраны, к ним подключены извещатели или исполнительные устройства, остается связать расширители с ППК. Существует огромное количество способов сделать это. Это и выделенные проводные линии связи, и радиоканал, и передача сигнала по сети электропитания и т. д. В этой статье мы рассмотрим, пожалуй, наиболее распространенный интерфейс связи – RS-485.
Спецификация RS-485
Интерфейс RS-485 (другое название – EIA/TIA-485) – один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи. Физический уровень – это канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI). Сеть, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи витой медной пары – двух скрученных проводов. В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам, причем по одному проводу (провод A) идет оригинальный сигнал, а по другому (провод B) – его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе «1», то на другом «0» и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при «1» она положительна, при «0» отрицательна. Именно этой разностью потенциалов и передается сигнал. Такой способ передачи обеспечивает высокую устойчивость к синфазной помехе. Синфазной называют помеху, действующую на оба провода линии одинаково. К примеру, электромагнитная волна, проходя через участок линии связи, наводит в обоих проводах потенциал. Если сигнал передается потенциалом в одном проводе относительно общего, как в RS-232, то наводка на этот провод может исказить сигнал относительно хорошо поглощающего наводки общего провода («земли»). А при дифференциальной передаче искажения не происходит. Стандартно интерфейс RS-485 до 32 приемопередатчиков на шине. Однако существуют варианты реализации с большим количеством узлов (до 256). Длина линии связи определена спецификацией стандарта 1200 м. Топология линии – линейная, с согласующими сопротивлениями на обоих концах линии. Скорость передачи данных может достигать 10 Мбит/с В зависимости от геометрии кабеля и материалов, используемых в изоляции, витая пара будет обладать соответствующим волновым сопротивлением (характеристическим импедансом), которое обычно определяется ее производителем. Спецификация RS-485 рекомендует, чтобы это волновое сопротивление было равно 120 Ом.
Особенности использования RS-485 в ОПС
Как видно из данных спецификации, RS-485 уже в базе неплохо подходит для интерфейса связи между блоками ОПС. Отметим все важные и тонкие места. Количество устройств на шине: если 32 может быть маловато, то в исполнении приемников с увеличенным входным сопротивлением их количество может достигать 256 – вполне достаточно практически во всех случаях. Просто нужно не забыть уточнить максимальное количество устройств в системе, чтобы был запас на развитие. Кстати, в ППК бывает и несколько портов RS-485.
Использование витой пары в качестве кабеля связи не должно вызывать никаких проблем. На рынке существует масса предложений, выбирать лучше кабель, где витая пара объединена с проводами питания в общей внешней оболочке.
Максимальная длина в 1200 м кажется достаточной, во многих случаях это так и есть. Но все-таки иногда приходится иметь дело с большими расстояниями. Здесь нужно также принять во внимание, что допустимая топология линии связи линейная. То есть нужно последовательно обойти все устройства в системе, объединив их в линию и не забыв включить согласующие сопротивления на обоих концах. Это, кстати, один из немногих недостатков интерфейса, ведь при линейной топологии может набежать значительно большая общая длина линии, чем при подключении, например, «звездой» или «деревом». Ограничения и по длине, и по топологии снимаются применением специальных устройств – ретрансляторов сигнала. О скорости передачи данных: 10 Мб/с вряд ли нужны для задач ОПС. Для передачи тревожных и любых других типов извещений в системе вполне достаточно десятков килобит в секунду. Оптимальным считается диапазон скоростей от 9,6 до 64 Кбит/с. Дело в том, что, если скорость не очень высока, значительно снижаются требования к другим характеристикам интерфейса. Например, можно не так строго соблюдать линейность топологии или превысить максимально разрешенную длину линии связи. Это, конечно, не очень правильно, но ведь иногда так хочется! По опыту автора при скорости 9,6 Кбит/с можно позволить себе следующее: при длине до километра можно вообще отказаться от линейной топологии, т. е. проложить кабель как бог на душу положит. Если же линейность соблюдается, можно значительно увеличить максимальную длину линии связи без использования дополнительных ретрансляторов (2–3 км вполне допустимо при качественном кабеле). Но это все из области эмпирики и требует проверки на устойчивость работы в каждом конкретном случае.
Спецификация RS-485 определяет только физический уровень и ничего не говорит об организации передачи данных. Тем не менее большинство систем ОПС использует протоколы, построенные на принципе Master-Slave. Это принцип определяет порядок доступа к шине. Так как в одно время передачу вести может только одно устройство, необходима система арбитража, исключающая конфликты при одновременном выходе на шину нескольких передатчиков. Так вот с помощью метода Master-Slave это сделать проще всего. Роль мастера, как правило, играет ППК. Он выдает данные на шину, адресованные конкретному подчиненному узлу (Slave). Эти данные являются своего рода запросом. Запрос этот получают все устройства, однако отвечает только то, кому запрос был предназначен. Здесь есть одна важная особенность: как правило, ППК последовательно опрашивает все расширители, поэтому чем больше адресных устройств на шине, тем больше период опроса, тем дольше будет передаваться информация от расширителя до ППК. Это следует учитывать при проектировании системы.
Использование ретрансляторов
Как уже говорилось выше, ограничения по длине и топологии линии могут быть преодолены с помощью ретрансляторов. Ретранслятор – это устройство, которое имеет два приемопередатчика и врезается в разрыв линии. При получении данных с одной стороны ретранслятор повторяет их на другой стороне, восстанавливая при этом уровень сигнала. Таким образом, один ретранслятор вдвое увеличивает максимальную длину линии связи. Всего можно подключить до 10 ретрансляторов. Как правило, ретрансляторы имеют гальваническую изоляцию между своими сторонами, что позволяет изолировать друг от друга отдельные участки линии. Кроме того, ретранслятор позволяет делать ответвления от основной линии связи, что бывает очень кстати при прокладке кабеля.
Использование медиаконвертеров
Большим преимуществом RS-485 является то, что имеется огромное количество серийно выпускаемых конвертеров для организации передачи данных через различные физические среды. Часто бывает неудобно или невозможно использовать традиционную витую пару. В этом случае можно перейти в другое измерение – выбрать для передачи данных что-нибудь более подходящее. Например, радиоканал, если нет возможности использовать проводную линию связи. Или Ethernet, если уже есть готовая сеть или нужно связать удаленные объекты через интернет. В том случае, когда необходимо организовать передачу данных по выделенной линии на значительное расстояние, есть смысл обратить внимание на оптоволокно. Используя одномодовое волокно, можно организовать канал до 20 км. При высоком уровне электромагнитных помех также имеет смысл использовать оптику – оптическая система передачи данных абсолютно не чувствительна к внешним помехам и наводкам.
Источник: Журнал Технологии защиты № 1 2009
RS485 — стандарт промышленных сетей. Какими особенностями обладает микросхема приемопередатчика?
При построении сети для общения между большим количеством устройств, можно задуматься: а какой интерфейс выбрать? У каждого интерфейса есть свои плюсы и минусы, которые определяют их применение: CAN – автомобилестроение, RS485/RS232 – промышленность, Ethernet – потребительская электроника/сервера. Какие “фичи” микросхемы приёмопередатчика помогают обезопаситься от множества проблем при монтаже и эксплуатации? Как происходит процесс измерений и исследования микросхем приемопередатчиков? Новая микросхема RS485 готова к выходу на рынок!
RS485 – что ты такое?
Итак, прежде, чем говорить о самой микросхеме необходимо разобраться что из себя представляет сам стандарт передачи данных.
В RS-485 для передачи и приёма данных используется витая пара. Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов, а это в свою очередь обеспечивает высокую устойчивость к синфазной помехе. Разница напряжений одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности означает логический ноль.
Устойчивость к синфазной помехе
Устойчивость к синфазной помехе является очень важным свойством для приемопередатчиков данного типа – когда к сети подключено множество устройств, очень часто возникают всплески напряжения.
На практике для реализации топологии RS485 нужны микросхемы приемо-передатчиков. При этом, разумеется, характеристики микросхемы должны полностью соответствовать требованиям стандарта.
По интерфейсу RS485 при организации сети микросхема, которая передает информацию называется Master, а которая принимает информацию — Slave. Максимальное количество устройств в линии может быть 256.
Типовая схема применения микросхем приемо-передатчиков RS485
Для того, чтобы создать сеть на основе RS485 для микроконтроллеров, необходимо использовать дополнительную микросхему приемопередатчика. Микроконтроллер подключается к ней по протоколу UART после чего приемопередатчик начинает вещание.
Мы уже выпускаем серийно микросхему К5559ИН10БSI, но ввиду того как быстро увеличиваются объемы данных, которые передают контроллеры скорости 2.5Мбит уже не достаточно. Итак далее будем рассматривать нашу новую микросхему К5559ИН86SI – теперь 30 Мбит. Возникает вопрос: зачем вообще тратить деньги на разработку данной схемы?
Новое поколение RS485 — К5559ИН86SI
И правда, зачем выпускать микросхему, аналогов которой на рынке большое множество? Тут, наверное, можно выделить несколько причин:
Микросхема нового поколения приемопередачика RS485 выполнена в простом и дешевом 8-ми выводном пластиковом корпусе SO-8. Такое решение продиктовано потребностью выпуска микросхемы большими партиями с минимальной ценой.
Кристалл получился довольно маленький (1.3мм * 1.3мм), что позволит нам конкурировать в цене с сильными мира сего:
Более подробно о характеристиках микросхемы можно прочитать в спецификации. Сравним основные параметры К5559ИН86SI с зарубежными аналогами.
Параметр | К5559ИН86SI | MAX14783EEUA | ST3485EB | ADM3490E | THVD14xx |
Напряжение питания | 3,0–5,5 В | 3,0–5,5 В | 3–3,6 В | 3–3,6 В | 3,0–5,5 В |
Скорость передачи данных (макс.) | 30 Мбит/с | 30 Мбит/с | 15 Мбит/с | 12 Мбит/с | 50 Мбит/с |
Ток потребления в рабочем режиме | 1,4 (макс. 2) мА | 1,9 (макс. 4) мА | 1,3 (макс. 2,2) мА | 1,1 (макс. 2,2) мА | 2,4 (макс. 3) мА |
Ток потребления в режиме «выкл.» | 1,5 В | >1,5 В | >1,5 В | >1,5 В | >1,5 В |
Расположение порога переключения приемника, В | –0,210…–0,030 В | –0,200…–0,010 В | –0,200…–0,010 В | –0,200…–0,010 В | -0,25…-0,05 В |
Задержка распространения сигнала передатчика | 25 нс | 20 нс | 30 нс | 35 нс | 20 нс |
Время включения передатчика (приемник включен) | 60 нс | 30 нс | 50 нс | 90 нс | 50 нс |
Время включения передатчика (приемник выключен) | 10 мкс | 6 мкс | 0,05 мкс | 0,9 мкс | 6 мкс |
Параметры получились сравнимыми c зарубежными аналогами, что для разработчиков микросхемы является хорошей новостью. Однако достижение хороших показателей параметров является лишь верхушкой айсберга. Давайте попробуем более детально заглянуть внутрь микросхемы. Помимо того, что описано в стандарте, в любой микросхеме есть свои «фичи». Попробуем поделиться некоторыми из них и приоткрыть дверь в мир процесса исследования «в железе».
Защита от короткого замыкания
При организации сетей на базе RS485 возможна ситуация, когда передатчик “вещает” в линию, в которой устойчиво присутствует другой потенциал. Чаще всего такая ситуация встречается при одновременном “вещании” двух или более передатчиков. Что же будет с микросхемами передатчиков в таком включении? В принципе ничего хорошего. Рассмотрим на простом примере. Подключим напрямую два передатчика (берем только одно соединение для витой пары, для другой все будет тоже самое, но с инверсией): на выходе передатчика 1 будет потенциал +5В (питание), на выходе передатчика 2 будет 0 (Земля).
Транзисторы P1 и N2 будут открыты, и без наличия дополнительной защиты через них будет идти ток короткого замыкания, который будет ограничен только незначительными сопротивлениями самих транзисторов и проводника. Чаще всего в такой ситуации исход один – тепловой пробой транзисторов или любимое всеми на хабре слово – “выгорание”.
Угловой фрагмент фотографии кристалла (чипа) микросхемы RS485 неудачной ревизии
Простейший способ обезопасить схему от КЗ – добавить ограничивающие резисторы для каждого транзистора выходного буфера. Суть заключается в следующем: добавляем резисторы в систему, когда ток через них становится довольно приличным по закону Ома — – напряжение на резисторе начинает расти. Когда
становится равным порогу срабатывания транзистора (на картинке ниже Pfb и Nfb), включается обратная связь, и ток КЗ уходит в насыщение. В одной ревизии мы так и сделали, но это оказался еще тот фейл…
Из-за того, что в цепи напряжение может быть выше питания, появляется обратный ток. Если бы система питалась от внешнего источника, он мог бы подавить это напряжение, но он питался от внутреннего LDO (линейный регулятор напряжения). Обратный ток повышал напряжение LDO, и схема сгорала. Решение, которое было придумано, выглядит следующим образом:
Источники опорного тока задают ток через транзисторы N3 и P3. Схема токового зеркала определяет максимальный ток, который может проходить через транзисторы N2 и P2, тем самым ограничивает как прямой ток КЗ, так и обратный. Решение получилось рабочим по моделированию, теперь осталось протестировать в железе.
Переходим к измерениям. Нам понадобится источник питания, точный источник-измеритель Keithley2602А и ПО, позволяющее управлять источником-измерителем и снимать ВАХ. Для автоматизации измерений нашими application инженерами был разработан матричный коммутатор, который позволяет автоматически переключать источник-измеритель к различным выводам микросхемы. Для общения с приборами используем LabView.
На коммутаторе остановимся отдельно, естественно, есть зарубежные аналоги, но конкретно данный экземпляр коммутатора 64х8 — собственная разработка нашей команды измерителей, с упором на их каждодневные задачи, позволяет коммутировать 64 вывода микросхемы на 8 каналов (к которым можно подключить какое-либо оборудование), избавляя от действий руками перед каждым измерением.
Ну и конечно же сам измерительный прибор:
Итого, получаем следующие ВАХ (Вольт-Амперные-Характеристики) для выхода передатчика:
Транзисторы микросхемы при коротком замыкании (при потенциале в линии) не разрушаются! Защита от короткого замыкания работает – проверено.
Однако если подержать в режиме КЗ какое-то время (около 2-х минут), то сработает следующая “фича” – термозащита и схема выключится.
Встроенная термозащита
Защита от перегрева встроена почти во все зарубежные микросхемы приемопередатчиков RS485 и является неотъемлемой функциональной частью схемы. При повышенной температуре параметры транзисторов начинают деградировать, а при токе короткого замыкания разогрев неизбежен и важно вовремя перевести микросхему в выключенное состояние.
Ситуацию с перегревом усугубляет и пластиковый корпус, который весьма плохо отводит тепло. Да и топология кристалла прошла серьезную оптимизацию, чтоб разместить максимум функционала на минимум площади. Если провести аналогию с реальным миром, то пластиковый корпус для кристалла — это как куртка-пуховик для человека.
Гарантированный диапазон температур, в котором должна функционировать микросхема: –40…+85 °С.
В К5559ИН86АSI порог срабатывания термодатчика расположен в районе температуры 165 ºС — при достижении этого значения произойдет выключение микросхемы. Но это речь о температуре кристалла, а не корпуса, цифра 165 ºС также не случайна: при такой температуре кристалл стопроцентно не получит повреждений и продолжит функционировать после остывания. Рабочий же диапазон температур в документации приводится относительно температуры среды, да и, справедливости ради, ее проще контролировать.
Проверка работы микросхемы в температуре происходила при помощи испытательной камеры тепла и холода SU-262. Камера позволяет задать температуру от –60 °С до 150 °С.
Испытательная камера тепла и холода – вид снаружи
Испытательная камера тепла и холода – вид внутри
В процессе измерений нужно проверить следующее: какой запас по температуре есть у кристалла в рабочем режиме?
Подключаем генератор ко входу микросхемы, и смотрим сигнал выхода. При данном тесте температура внешней среды меняется в диапазоне –60 °С до 125 °С. Итого на выходе передатчика видим следующую осциллограмму:
Осциллограмма: DI – информационный входной сигнал передачика, AY, BY – выходные сигналы передатчика, RO – выходной сигнал приёмника.
Во всем диапазоне температур схема функционировала нормально. Однако остается вопрос, а какой запас по температуре? Для того, чтобы ответить на данный вопрос, нужно понять какова температура самого кристалла, вне корпуса. Для измерения температуры кристалла мы придумали достаточно интересный подход, о котором могу поведать.
Практически во всех микросхемах существует ESD защита (защита от электростатических разрядов). В простейшем случае представляет из себя 2 диода, используемых в обратном включении (один на землю, другой на питание). Воспользуемся тем свойством, что физика полупроводников такова, что напряжение падения на диоде (pn-переходе) зависит от температуры. Используем следующую схему включения:
Используем ту же камеру тепла и холода. Задача стоит следующая: построить зависимость напряжения на диоде от температуры, что поможет вычислить температурный коэффициент. Режим измерения производился с выключенной схемой, которая исключает саморазогрев, то есть позволяет нам откалибровать шкалу:
Получено следующее значение температурного коэффициента напряжения: 1,78мВ/°С.
Откалибровав шкалу, можно перейти к оценке разогрева микросхемы внутри пластикового корпуса в рабочем режиме при штатных нагрузках и в случае короткого замыкания выходных каскадов. Режим измерения, следующий:
Температура окружающей среды, °С | Температура на кристалле, °С | |
К5559ИН86АSI | MAX1478 | |
35 | 52,21 | 53,82 |
85 | 100,16 | 108,1 |
100 | 126,04 | 124,24 |
Вывод-1: кристалл нагревается в рабочем режиме на 26 °С при температуре внешней среды 100 градусов. Порог срабатывания термозащиты (165 ºС) еще далеко.
Вывод-2: в режиме короткого замыкания термозащита срабатывает, по имеющимся измерениям уже при 55 ºС внешней среды, но микросхема не выходит из строя и через некоторое время после того, как она охлаждается – может снова функционировать.
Так мы экспериментально подтвердили, что разработанные схемотехнические решения надежно защищают микросхему от нештатных ситуаций (таких как КЗ или конфликт драйверов) и не оказывает влияния на штатные режимы.
Заключение
В данной статье я постарался познакомить читателей с особенностями такого популярного интерфейса, как RS485. Процесс разработки микросхемы очень тесно переплетается с процессами измерений и прототипирования. И тут большая заслуга наших application инженеров, которые постоянно находят у нас косяки и недостатки. Наверное, двигатель любого прогресса – это конструктивная критика.
PS Образцы микросхемы можно получить бесплатно, оставив заявку на сайте. Да-да, только ленивый нас еще не пнул за то, как все туго с заказами для обычных пользователей. Мы все читаем, и понимаем, насколько это важно. В будущем будет улучшаться наш сайт, чтобы заказ коммерческих микросхем и отладочных плат стал проще.