无源非隔离对称驱动的RS232/RS485转换器图和PCB 信号隔离转换器

关于RS232/RS485转换器,是老生长谈,收索了一些资料和贴子,感觉有一些问题,其实不是什么高科技,本人最后耐心的做了几款,总结如下:1、一是供电的问题,也牵涉到有源和无源的问题。
先说无源的,用谷歌图片搜索,大部分原理图雷同,不适用,因为直接从串口取的是正极性电压,主要来自DTR、RTS两根线,但是对的软件来说,打开并使用串口时并不设置这两跟线,也就是说,这两根线默认为负极性电压输出,无法使用。这些图片热火朝天的有图有真相,其实只能局限于自己的串口调试程序。另外,如果应用电路只用RXD,TXD,GND,这三根线的话,正极性取点电路根本就没法加电,而实际这种情况不少。
再说有源和无源的区别问题,看了有些贴子说,有源的防雷能力或防止电脉冲能力一定比无源的强,我不知这是什么理论。据我的理解,防雷保护的关键是减弱来自485线路的电荷冲击,或者说减弱RS485端的电荷向RS232端的电荷对电路敏感器件如(MAX485)的冲击。MAX485有两根线需要输出到485总线,且其为集成IC,是受保护的关键对象。怎么保护呢?在非隔离的应用中,只可能有如下方法:
(1)总线的A、B脚对地加TVS管
(2)MAX485的A、B到总线的A、B脚之间串联小20欧姆左右的小电阻,其对信号的衰减小,对冲击电荷的衰减却意义重大。同时也促使冲击电荷提前从TVS短路到地
(3)电路板上的地线保持足够的宽度
(4)优化电源地和信号地的走线
(5)必要时在MAX485的A、B与总线A、B脚之间串联共模滤波器

2、关于通信,关键在于收发切换的问题。有些转换器没有专门的切换电路,RS232高电压来了,就当发送有效信号,MAX485输出有效;但是RS232低电压时,发送无效,但是此时低电压可能不是空闲位而是数据位,那么输出怎么办呢,这些转换器就通过设置的A、B脚上、下拉电阻来实现。电阻不能太小,因而驱动能力很弱。若线路过长,寄生电容大,如200米普通3芯线电源电缆的电容达30nF,通信速率明显不能上去。
针对以上问题,本人的设计如下:

离子风端口保护器工作室之一
无源、准隔离、对称驱动的RS-232转RS-485

一般的转换器没有方向切换电路,则其485正电平的输出依靠的是其A、B的偏置电阻,这样驱动能力大大受限。因此这里增加了方向切换电路,是的A、B输出驱动对称。
其二采用74HC14做电荷泵电源器件,完成负压转正亚,相对广为应用的ICL7660成本略低,但是输出整流管多出一个,效率偏低,故推荐使用ICL7660,相关电路如有需要,我们将继续上传。
第三,对于端口敏感的场合,经过我们试验发现,使用铁氧体制作的音频变压器,初级和次级电感大于2H以上,做A、B输出隔离后连接电话线的专线点对点,可传送1kM/4800bps。但是对端设备未使用此变压器。
通信速率:115200bps
无源:RS232取电
防雷:TVS保护
隔离:外加音频变压器可支持800m的隔离通信,通信速率4800-9600bps对于防雷通信,我做了一些研究和测试,




  

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