【应用】广泛应用于智能配电系统的RS-485收发器，通过去抖动提供极性校正功能
在快速发展的智能配电系统中，需要将数据进行远程传输。RS485作为国际通用串口通信标准，凭借其结构简单、抗干扰性强、传输距离和数据传输速率适当等特点，广泛应用于智能配电系统中。
其中智能电表通信网络作为典型的主从通信系统，主节点通过总线和多个从节点进行通信。网络传输距离长且节点多，设备互连中总线很容易接反，给调试和后期维护带来诸多不便，增加了后续通信维修和维护费用。
为解决这一问题，思瑞浦推出了总线（A/B）极性自校正的RS-485收发器TPT485N。
图1 带极性自校正功能的电表RS-485通信网络
在上图1所示系统中，主节点向所有从节点广播一个确定的位模式（Bit pattern），然后从节点将上电期间最初存储在处理器中的位模式（Bit pattern）与主节点发送过来的模式（Bit pattern）进行比较。
· 如果模式匹配，从节点将保持其信号极性不变。
· 在不匹配的情况下，通过从节点处理器内的“异或”功能，处理器会将输入数据和输出数据的信号极性反转，不需要对硬件进行任何更改，便可保证收发器的正常工作。
图1是采用思瑞浦TPT485N母线极性校正（Bus-Polarity Correcting）收发器的典型系统框架。主节点包含安全偏置电阻器网络，使总线上的信号极性在默认情况下保持确定。主节点和从节点都需要集成极性校正单元以便在空闲状态匹配总线的信号极性。该校正单元由一个去抖动滤波器组成，该滤波器根据去抖动时间长短来区分相同极性的长数据串和总线空闲状态两种情况。
由于TPT485N必须在较宽的温度范围内工作，这会导致抖动时间在tFS(min)=44ms到tFS(max)=100ms之间变化，意味着极性校正可能会通过持续最短44ms的恒定总线电压来启动。因此，连续的0位数据串必须短于44ms，以避免引起极性校正误触发。
与之相对，通常在网络上电之后或在安装新的总线节点之后所需的预期极性校正要求总线空闲电压的持续时间超过100ms，以确保能够完成极性校正。因此，短于44ms的恒定总线信号被视为有效数据。超过100ms的时间被认为是总线空闲状态。
只有差分电压的负电压比接收器的负输入阈值（VIT–）小较多的空闲状态才会导致校正单元反转信号极性。否则，收发器将保持其原有极性状态。
图2 上电稳定后极性自校正时序
图2给出了上电稳定后的极性校正示例。上电期间，接收器输出（R）未定义，默认输出低。一旦从节点电源（VSS）稳定，总线必须至少要空置tFS(max)，以确保完成极性校正。由于母线交叉故障，主节点输出正总线电压（VAB（M））在从节点输入端检测为负。
因此，在tFS(max)之后，从节点收发器的内部极性被反转，于是，从节点便实现了总线交叉故障自动校正功能。
带隔离功能的典型应用
TPT485N通过去抖动过滤为交叉布线的总线电缆提供极性校正功能。滤波器的最小去抖动时间（tFS(min)）确定了相同极性数据串的最大持续时间，而滤波器的最大去抖动时间（tFS(max)）确定了信号极性校正的最小总线空闲时间。
TPT485N仅在上电稳定后才会开始极性校正，校正后，极性状态将存储在收发器中，并始终如一地应用于接收和发送数据。在发送和接收模式之间切换收发器不会改变极性状态。
TPT485N是思瑞浦推出的支持3V/5V 、半双工、无极性的RS-485/-422收发器。芯片内部包含一路驱动器和一路接收器，具有热插拔功能，可消除上电或热插入时总线上的故障瞬态信号。RS-485芯片提供的限摆率驱动器能降低EMI和不合适的电缆端接所引起的反射，实现速率高达500kbps的无误码数据传输。同时，芯片接收器输入阻抗为 1/8 单位负载，允许多达256个收发器挂接在总线上，实现半双工通信。输出提供±18kV以上的HBM ESD保护，可保证在视频监控、电力电子、工业仪器仪表等恶劣环境中正常使用。
无极性的TPT485N可高性能兼容市面上大多数半双工RS485芯片；无极性的TPT485N内置总线自适应极性识别电路，可任意连接A/B总线。
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思瑞浦（3PEAK）接口产品选型表
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Package
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Channel
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Switch Config
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VDD(V)
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VEE(V)
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BW(MHz)
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IQ(Typ.)(1 Channel)(μA)
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Ron(Ω)
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Leakage Current(nA)
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VIH(Min)(V)
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VIL(Max)(V)
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tON(ns)
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tOFF(ns)
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Latch up(mA)
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TPW4051-SR-V
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高压模拟开关
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Production
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Industrial
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SOP16
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1
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8:1
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3~12
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-6~0
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200
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8
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120
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100
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0.8
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50
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150
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