徐繼鋒　張歷偉

建三江局直變電所綜合自動化遠動數據輸出采用串行RS-232,其正常傳輸距離理論值為15米,不能滿足變電所至主站12 000米的需要。MAXIM公司生產的遵循RS-485/422協(xié)議的系統(tǒng)芯片,采用的數據傳輸方式由傳統(tǒng)的電平傳輸方式,而改為差動傳輸方式。這種差動傳送大大提高了接收靈敏度,同時還降低了線路上其他干擾的影響,利用其可成功實現遠程遠動與數字載波機間通訊,通訊距離可達數千米。

計算機間數據通訊最簡單連接方式如圖1所示:

然而,隨著通訊機間距離的增加,傳輸介質的改善,對傳輸的要求隨之而增高。只是僅僅使用屏蔽電纜或雙絞線并不能解決問題。要解決這一問題就必須在傳輸介質中加入信號功率提升電路,如圖2所示。

功率提升的低則傳輸距離的傳輸數率都不會有明顯改善,功率提升的太大時,必將線路中引入的干擾信號當中造成接收誤碼。改用差動信號傳輸就能較好的解決上述問題。因為差動信號具有抗干擾能力。

1.電平轉換芯片介紹

MAX232E線驅動器/接收器是為在苛刻環(huán)境下RS-232和V.28通訊設計的。每個發(fā)送器輸出端和接收器輸入端均設有保護,以防止±15KV靜電(ESD)而不致閉鎖。MAX232E是有兩個驅動器和兩個接收器,其余為4驅動器和5驅動器。

上述器件在負載與EIA/TIA-232E技術規(guī)定相一致,在數傳數率高達120kbps時,驅動器和接收器全部滿足EIA/TIA-232E和CCITT V.28技術規(guī)范。

由于芯片供電電源為單一+5V供電,為適應計算機串口EIA-232信號電平,因而內部集成了DC-DC變換電路,將內部電源+5V…+12V為邏輯“0”,-5V…-12V為邏輯“1”。其電路結構如圖3所示。

2. RS-422收發(fā)器

MAX485是用于RS-485和RS-422通訊的小功率收發(fā)器。它們都含有一個驅動器和一個接收器,用以將遠動機送來的信號進行驅動和將數字載波機送來的差動信號進行接收。它們都是+5V供電,工作電流為120μA～500μA,因而功耗極低。這些收發(fā)器都有設有溫敏控制的短路電流限制和過壓保護功能,在短路或過壓時,確保輸出為邏輯高電平。其中MAX488-MAX491為全雙功通訊芯片,其余為半雙功芯片。

由結構圖中可以看到MAX485有RE和DE兩個使能端。當他們有效時為正常工作狀態(tài),無效時使輸出為高阻。由于輸入阻抗的限制,使用它們組網時,數傳速率可達2.5Mb/s,傳送速率是很高的。

3.設計線路原理

本設計線路原理框圖如圖4所示。

電路設計為2線制半雙工和4線制全雙工兩種工作方式。采用一只4組雙刀雙擲琴鍵開關進行切換。當開關未按下時,與1接通,這時差動收發(fā)器MAX485的發(fā)送和接收使能端均為有效,電路處于4線全雙工工作方式。當開關按下與2接通時,這時485的收、發(fā)使能信號由計算機送出的CTS信號決定。CTS=1時為半雙工接收,CTS=0時為半雙工發(fā)送。線路中,設有數據發(fā)送和數接收指示燈LED1和LED2。

(編輯/劉佳)