SN888C RS-485收發(fā)器：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點

大家好，作為一名資深電子工程師，今天我要和大家詳細(xì)介紹一款非常實用的RS - 485收發(fā)器——SN888C。它在電子計量表等應(yīng)用中有著出色的表現(xiàn)，下面我們就來深入了解一下。

文件下載：sn888c.pdf

一、SN888C概述

SN888C是一款具有總線極性校正和瞬態(tài)保護(hù)功能的低功耗RS - 485收發(fā)器。它采用SOIC - 8封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至85°C。該收發(fā)器不僅滿足EIA - 485標(biāo)準(zhǔn)要求，還具備多項優(yōu)秀特性。

（一）特性亮點

1. 總線極性校正：能在76ms內(nèi)完成總線極性校正，有效解決因交叉線故障導(dǎo)致的總線信號極性錯誤問題。
2. 寬數(shù)據(jù)速率范圍：支持300bps至250kbps的數(shù)據(jù)速率，可適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
3. 多種配置方式：可搭配僅使用故障安全電阻或同時使用故障安全和終端電阻兩種配置，并且總線上最多可連接256個節(jié)點。
4. 強(qiáng)大的總線引腳保護(hù)：具備±16kV HBM保護(hù)、±12kV IEC61000 - 4 - 2接觸放電保護(hù)以及 + 4kV IEC61000 - 4 - 4快速瞬態(tài)脈沖群保護(hù)。

（二）典型應(yīng)用

SN888C主要應(yīng)用于電子計量表（E - meters）領(lǐng)域，為該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸提供穩(wěn)定可靠的解決方案。

二、工作模式與引腳功能

（一）驅(qū)動引腳功能

（二）接收引腳功能

三、電氣與開關(guān)特性

（一）電氣特性

在推薦的工作條件下，SN888C的各項電氣參數(shù)表現(xiàn)良好。例如，其供電電壓Vcc推薦范圍為4.5V至5.5V，差分輸入電壓VID范圍為 - 12V至12V。具體的電氣特性參數(shù)可參考文檔中的表格，這里就不一一列舉了。大家在設(shè)計時，一定要根據(jù)實際需求合理選擇參數(shù)，確保設(shè)備的正常運行。

（二）開關(guān)特性

開關(guān)特性方面，要求3.3ms > 位時間 > 4μs。以驅(qū)動差分輸出的上升和下降時間為例，在RL = 54Ω、CL = 50pF的測試條件下，其最小值為400ns，典型值為700ns，最大值為1200ns。這些特性對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸至關(guān)重要，我們在設(shè)計電路時需要充分考慮。

四、低功耗待機(jī)與總線極性校正

（一）低功耗待機(jī)模式

當(dāng)驅(qū)動和接收器都禁用（DE = 低電平且RE = 高電平）時，設(shè)備進(jìn)入待機(jī)模式。不過，如果使能輸入處于禁用狀態(tài)的時間小于100ns，設(shè)備不會進(jìn)入待機(jī)模式，避免在驅(qū)動或接收器啟用期間進(jìn)入該模式。只有當(dāng)使能輸入保持禁用狀態(tài)300ns或更長時間時，設(shè)備才會進(jìn)入低功耗待機(jī)模式，此時穩(wěn)態(tài)供電電流通常小于400nA。在VCC上電時，若設(shè)備設(shè)置為驅(qū)動和接收器都禁用模式，由于電容充電效應(yīng)，ICC禁用電流可能會超過5μA，但這種情況僅在VCC上電時出現(xiàn)。

（二）總線極性校正

SN888C能夠自動校正因交叉線故障導(dǎo)致的總線信號極性錯誤。要檢測總線極性，需要滿足三個條件：一是故障安全偏置網(wǎng)絡(luò)（通常在主節(jié)點）必須定義總線的信號極性；二是從節(jié)點必須啟用接收器并禁用驅(qū)動器（/RE = DE = 低電平）；三是總線必須空閑一段時間，即故障安全時間tFPS - max。經(jīng)過故障安全時間后，極性校正完成并應(yīng)用于接收和發(fā)送通道，總線極性狀態(tài)會在收發(fā)器內(nèi)鎖存，后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸時保持不變。這里需要注意，要避免連續(xù)0或1的數(shù)據(jù)串持續(xù)時間超過tFS - min，以免意外觸發(fā)錯誤的極性校正。

五、應(yīng)用設(shè)計要點

（一）設(shè)備配置

SN888C是半雙工RS - 485收發(fā)器，采用單5V ± 10%電源供電。其驅(qū)動和接收器使能引腳有多種配置方式：

• 獨立使能線配置：提供最靈活的控制，可分別開啟或關(guān)閉驅(qū)動和接收器，還能使設(shè)備進(jìn)入低功耗待機(jī)模式。
• 組合使能信號配置：將使能信號組合形成單個方向控制信號，簡化與控制器的接口。
• 固定接收器使能配置：將接收器使能接地，僅控制驅(qū)動使能輸入，可讓節(jié)點接收總線上的所有數(shù)據(jù)，便于驗證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。

（二）總線設(shè)計

RS - 485總線由多個收發(fā)器并聯(lián)連接到總線電纜組成。為消除線路反射，每個電纜末端需使用終端電阻RT進(jìn)行端接，其值應(yīng)與電纜的特性阻抗Z0匹配。常見的電纜有非屏蔽雙絞線（UTP），如CAT - 5電纜（Z0 = 100Ω）和RS - 485電纜（Z0 = 120Ω）?？偩€的最大長度通常為4000ft或1200m，但實際最大可用電纜長度取決于信號速率、電纜特性和環(huán)境條件。此外，還需使用外部故障安全電阻網(wǎng)絡(luò)，確保總線空閑時的故障安全操作。

（三）電纜長度與數(shù)據(jù)速率關(guān)系

電纜長度和數(shù)據(jù)速率呈反比關(guān)系，即數(shù)據(jù)速率越高，電纜長度越短；反之亦然。大多數(shù)RS - 485系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率在10kbps至100kbps之間，而電子計量表應(yīng)用中，即使在4000ft及更長的距離上，也可實現(xiàn)高達(dá)250kbps的數(shù)據(jù)速率，不過可能需要允許一定的信號抖動。

（四）短截線長度

連接節(jié)點到總線時，收發(fā)器輸入與電纜主干之間的短截線應(yīng)盡可能短。因為短截線過長會引入反射，影響信號質(zhì)量。一般來說，短截線的電氣長度或往返延遲應(yīng)小于驅(qū)動器上升時間的十分之一，根據(jù)公式計算，SN888C設(shè)備的最大電纜短截線長度約為9.4m（或30.6ft）。

（五）3 - V至5 - V接口

將SN888C與3 - V控制器接口時，收發(fā)器的5 - V邏輯輸入可直接連接到控制器I/O，但5 - V接收器輸出R需通過肖特基二極管和10 - k電阻進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后再連接到控制器輸入。

（六）噪聲免疫

標(biāo)準(zhǔn)RS - 485收發(fā)器的輸入靈敏度為±200mV，而SN888C通過提供典型35mV的正向輸入閾值和最小40mV的滯后，實現(xiàn)了高接收器噪聲免疫能力。在輸入有噪聲的情況下，高達(dá)40mVPP的差分噪聲電壓不會導(dǎo)致接收器輸出狀態(tài)改變。

（七）瞬態(tài)保護(hù)

SN888C的總線端子具備片上ESD保護(hù)，可承受±16kV HBM和±12kV IEC61000 - 4 - 2接觸放電。對于更長持續(xù)時間的瞬態(tài)，如浪涌瞬態(tài)，可采用外部保護(hù)電路進(jìn)行防護(hù)。在PCB設(shè)計時，需遵循一些高頻布局技術(shù)，如將保護(hù)電路靠近總線連接器、使用VCC和接地平面等，以確保設(shè)備的可靠性。

六、封裝與包裝信息

SN888C有多種封裝選項，如SOIC (D)封裝。其包裝形式包括管裝（TUBE）和卷帶包裝（LARGE T&R），不同包裝形式的引腳數(shù)量、每包數(shù)量等信息可參考文檔中的表格。在選擇封裝和包裝時，要根據(jù)實際生產(chǎn)需求進(jìn)行合理選擇。

七、總結(jié)

SN888C作為一款優(yōu)秀的RS - 485收發(fā)器，具有總線極性校正、低功耗、高可靠性等諸多優(yōu)點，適用于電子計量表等多種應(yīng)用場景。在設(shè)計過程中，我們需要充分了解其特性和應(yīng)用要點，合理配置設(shè)備、設(shè)計總線、處理接口和保護(hù)電路等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。希望大家在實際應(yīng)用中能夠充分發(fā)揮SN888C的優(yōu)勢，設(shè)計出更加優(yōu)秀的電子產(chǎn)品。

大家在使用SN888C過程中有任何問題或經(jīng)驗，歡迎在評論區(qū)留言分享，讓我們一起交流進(jìn)步！