工業(yè)和儀器儀表應用的RS-232數據接口設計
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isoPower技術(shù)能夠直接在44引腳BGA封裝的芯片上提供2.5 kV電源隔離，因而無(wú)需傳統解決方案中所用的昂貴分立變壓器。此外，iCoupler技術(shù)能夠提供信號（數據）隔離，因而無(wú)需四個(gè)分立式光耦合器通道。
ESD保護
因為RS-232電纜要由用戶(hù)親手連接和斷開(kāi)，因此RS-232發(fā)射(Tx)和接收(Rx)引腳（TxD1、TxD2、RxD1、RxD2）的ESD（靜電放電）保護非常重要，以確保接口穩定可靠。ADM3252E在RINx和TOUTx上的ESD保護能力符合IEC 1000-4-2 (801.2)標準，具體如下所示：
●接觸放電：±8 kV
●氣隙放電：±15 kV
瞬變保護
為使RS-232收發(fā)器能夠在工業(yè)應用中極其惡劣的工作條件下工作，隔離技術(shù)（iCoupler和isoPower）提供高共模瞬變抗擾度(>25 kV/μs)，該抗擾度是指在維持額定工作時(shí)能保持的最大共模電壓（邏輯和總線(xiàn)端的電位差）壓擺率。瞬變幅度是共模電壓壓擺的范圍。共模電壓壓擺率適用于共模電壓的上升沿和下降沿。該規格確保惡劣環(huán)境下耦合到RS-232電纜上的任何瞬變無(wú)法損壞RS-232收發(fā)器或導致傳輸錯誤數據，從而使數據鏈路具有極高穩定性。
2.5 kV隔離保護和認證
隔離收發(fā)器能夠在器件的邏輯和總線(xiàn)端之間提供2.5 kV的隔離。該隔離額定值確保邏輯端沒(méi)有電流能夠進(jìn)出RS-232電纜。它還確保不會(huì )有電壓或瞬態(tài)耦合到RS-232電纜進(jìn)而到達邏輯端。2.5 kV隔離保護還意味著(zhù)，可保護邏輯端的用戶(hù)不受RS-232電纜上可能出現的高電壓或瞬變影響。ADM3252E的2.5 kV隔離額定值正在接受下列機構的認證：美國保險商實(shí)驗所(UL)、德國電氣工程師協(xié)會(huì )(VDE)和加拿大標準協(xié)會(huì )(CSA)。UL 1577認證要求所有ADM3252E器件的隔離柵（與光耦合器一樣）都要100%經(jīng)過(guò)生產(chǎn)測試：
●UL認證
○1分鐘2,500 V rms，符合UL 1577
●VDE合格證書(shū)
○IEC 60747-5-2 (VDE 0884, Part 2)
○VIORM=560 V峰值
●CSA元件驗收通知#5A
ADM3252E規格
ADM3252E是一款雙通道、高速、全隔離式（數據和電源）RS-232收發(fā)器，非常適合在電氣條件惡劣的環(huán)境下工作，或頻繁插拔RS-232電纜的場(chǎng)合。它集成了四個(gè)獨立的iCoupler數字隔離通道（兩個(gè)發(fā)射，兩個(gè)接收）和一個(gè)isoPower芯片級DC/DC轉換器，提供2.5 kVrms隔離，25 kV/μs瞬變抗擾度和±15 kV ESD保護。它符合TIA/EIA-232E規范，最高通信數據速率為460 kbps。片內倍壓器和反相器支持單電源工作。ADM3252E采用3.0 V至5.5 V單電源供電，無(wú)負載時(shí)功耗為20 mA。它采用12 mm × 12 mm的44引腳CSP BGA封裝，額定溫度范圍為–40°C至+85℃，千片訂量報價(jià)為8.49美元/片。
PCB布局
隔離收發(fā)器的PCB布局對于確保在實(shí)際設計中實(shí)現2.5 kV的額定隔離性能至關(guān)重要。主要考慮因素是邏輯端GND和總線(xiàn)端GND之間的爬電距離（沿殼體最短距離)和電氣間隙（最短空氣距離）。ADM3252E的邏輯接口不需要外部電路。輸入和輸出供電引腳需要電源旁路（圖7）。
圖7. ADM3252E推薦的印刷電路板布局隔離、高速單通道RS-232接口
對于只需單通道（1 Tx、1 Rx）5 V隔離式RS-232接口的收發(fā)器應用，ADM3251E提供一個(gè)20引腳寬體SOIC封裝的單芯片解決方案。ADM3251E收發(fā)器整合iCoupler和isoPower隔離技術(shù)，也是第一款能提供數據線(xiàn)路與電源二者完全隔離的表面貼裝RS-232收發(fā)器。它具有2.5 kV隔離額定值，符合工業(yè)標準隔離要求（UL1577和DIN VDE 0884-10）。這可確保達到高噪聲工作環(huán)境中所要求的魯棒性，如工業(yè)自動(dòng)化和控制應用中的隔離式RS-232診斷數據端口。與傳統IC相比，表貼(SMT)封裝可使電路板空間減少45%，有助于加速制造工藝并降低系統開(kāi)發(fā)成本（圖8）。
圖8. 單通道RS232收發(fā)器應用(a) ADM3251E規格(b)傳統方法 (c) iCoupler + isoPower方法結論
如今，工業(yè)和儀器儀表應用中的RS-232接口鏈路需要尺寸小、性能可靠、成本低且隔離良好。通過(guò)將芯片級變壓器隔離與標準RS-232接口收發(fā)器相集成，可以通過(guò)單芯片、全隔離式RS-232收發(fā)器（含隔離電源）來(lái)提供上述優(yōu)勢。雙通道ADM3252E和單通道ADM3251E能夠顯著(zhù)縮短設計時(shí)間，并為這些要求苛刻的應用提供一種緊湊、可靠、低成本的高性能解決方案。(end)
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