為RS-485應用設計獨立型半雙工中繼器

完整執行一遍單觸發(fā)電路的功能運行順序（此處以數字編號，請參見(jiàn)圖 3），清楚地說(shuō)明了該中繼器的工作過(guò)程：

1、 在總線(xiàn)閑置期間，由于VFS，兩個(gè)中繼器端口的接收機輸出均為高電平。因此，兩個(gè)收發(fā)器在接收模式下相互牽制。

2、 接下來(lái)，端口1上發(fā)來(lái)數據包起始位的到達，驅動(dòng)RX1輸出為低。這種轉變觸發(fā)單觸發(fā)電路，從而驅動(dòng)其輸出為高，并激活驅動(dòng)器DR2。

3、 正確計算時(shí)間常量RD× CD，以使該單觸發(fā)電路輸出在整個(gè)數據包時(shí)間期間都保持高態(tài)。

4、 在單觸發(fā)時(shí)間常量期間，DR2始終驅動(dòng)總線(xiàn)2。XCVROUT代表總線(xiàn)2上遠程收發(fā)器的接收機輸出狀態(tài)。請注意，DR2被激活時(shí)，上拉電阻器RPU拉高未激活接收機 (RX2) 的輸出，以使RX1保持激活狀態(tài)。

這種解決方案的缺點(diǎn)是，R-C時(shí)間常量取決于數據包長(cháng)度和發(fā)送信號的數據速率。另外，單觸發(fā)電路易受噪聲瞬態(tài)的影響，容易引起偽觸發(fā)和中繼器故障。

不過(guò)，單觸發(fā)電路常用于接口橋接，例如：RS-232到RS-485轉換器等。這些轉換器直接把RS-485網(wǎng)絡(luò )連接至老式PC或者RS-232控制機器的RS-232端口。

有一種更加穩健和不依賴(lài)于數據速率的方法可以替代單觸發(fā)電路，即通過(guò)一種具有不同充電和放電時(shí)間的反相施米特(Schmitt)觸發(fā)緩沖器，實(shí)現時(shí)序控制。優(yōu)先原則是在邏輯低狀態(tài)期間主動(dòng)驅動(dòng)總線(xiàn)，并在邏輯高狀態(tài)期間關(guān)閉驅動(dòng)器。然后，根據逐位原則開(kāi)啟和關(guān)閉序列，從而使中繼器功能獨立于數據速率和數據包長(cháng)度。

完整執行一遍反相器控制中繼器的功能運行順序（此處以數字編號，請參見(jiàn)圖4），可以清楚地說(shuō)明其運行過(guò)程：

1、 在總線(xiàn)閑置期間，由于VFS，兩個(gè)中繼器端口的接收機輸出均為高。延遲電容CD獲得完全充電，驅動(dòng)反相器輸出為低態(tài)，以使收發(fā)器維持在接收模式下。

2、 之后，總線(xiàn)1出現一個(gè)低位，驅動(dòng)RX1輸出為低電平，快速對CD放電，并激活驅動(dòng)器DR2。

3、 當總線(xiàn)電壓變?yōu)檎╒Bus> 200 mV）時(shí)，RX1輸出變?yōu)楦?，其驅?dòng)DR2輸出為高，并通過(guò)RD對CD緩慢充電。必須正確計算最小時(shí)間常量（RD× CD），以使最大電源電壓VCC(max)和最小正反相器輸入閾值VTH+(min)時(shí)，延遲時(shí)間tD超過(guò)驅動(dòng)器最大低到高傳播延遲tPLH(max)，即超出30%。例如，電容為CD= 100 Pf 時(shí)，RD的要求電阻值為：

4、 根據延遲時(shí)間(tD)與實(shí)際數據位間隔時(shí)間的對比情況，延長(cháng)驅動(dòng)器激活時(shí)間，以在總線(xiàn)建立有效的高態(tài)信號。需在從發(fā)射模式切換至接收模式以前完成這項工作，目的是讓接收機輸出始終保持高態(tài)。由于接收機傳播延遲短于驅動(dòng)器，因此接收機不可能變?yōu)榈蛻B(tài)，即使是一瞬間的低態(tài)都不可能。驅動(dòng)器一旦關(guān)閉，外部故障保護電阻器便將總線(xiàn)2偏壓至200 mV以上，其被活躍接收機看作是一個(gè)定義高電平。

5、 某個(gè)總線(xiàn)閑置，低位VOD 1.5 V，高位之初時(shí)延 (tD)的VOD>1.5 V，此時(shí)，總線(xiàn)2的差動(dòng)輸出電壓為VOD=VFS> +200 mV。之后，其余高位VOD= VFS> +200 mV


此外，XCVROUT代表總線(xiàn)2上遠程收發(fā)器的接收機輸出狀態(tài)。傳統中繼器設計的數據速率通常被限制為10 kbps，更短傳播延遲的一些現代收發(fā)器擁有高達100 kbps以上的數據速率。

為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，到目前為止，中繼器討論始終都沒(méi)有涉及電隔離這一重要內容。但是，在一些遠距傳輸網(wǎng)絡(luò )（中繼器的主要應用領(lǐng)域）中，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之間的大接地電位差(GPD)很是常見(jiàn)。這些GPD以收發(fā)器輸入強共模電壓的形式存在，如果不實(shí)施電隔離，它們會(huì )對器件產(chǎn)生破壞力。當收發(fā)器總線(xiàn)電路隔離于其控制電路時(shí)，總線(xiàn)系統獨立于本地節點(diǎn)的接地電位。