HIN2xxE系列RS-232收发器的原理及应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:HIN2xxE系列是由+5V单电源供电的高速RS-232收发电路,符合EIA RS-232C和V.28规范,以电源功耗低为显著特点,广泛应用于ISDN和高速调制解调器,尤其是电池供电系统中。文中主要介绍HIN2xxE系列电路的原理、特性和典型应用。 关键词:RS-232 电荷泵 关断模式 1 概述 Intersil公司的HIN2xxE系列RS-232发送器/接收器包括HIN202E、HIN206E、HIN207E、HIN208E、HIN211E、HIN213E、HIN232E等,符合美国电子工业协会(EIA)的高速RS-232C与V.28规范,特别适合那些不能提供%26;#177;12V电源的应用场合。该系列产品采用+5V单电源供电,片内的电荷泵电压转换器可以利用外接5V电源产生+10V与-10V电压。收送器的输出与接收器的输入具有ESD(静电放电)保护功能,可以承受%26;#177;15kV的静电放电。发送器的输入与TTL/CMOS兼容,具有限速输出功能,接收器可接收%26;#177;30V的输入电压,输入阻抗为3kΩ~7kΩ,具有滞后特性,可以极大地提高噪声抑制功能。HIN206E、HIN211E与HIN213E的显著特点是低功耗关断模式,在电池供电应用中可以有效节约能量。此外,HIN213E在关断模式中还提供二个有效的接收器,使电路具有“唤醒”功能。该系列电路广泛用于综合业务数字网(ISDN)与高速调制解调器中。 HIN2xxE系列的主要特点如下: %26;#183;提供无铅型产品; %26;#183;适用于高速综合业务数字网(传输速率为230kbit/s); %26;#183;对RS-232 I/O脚进行ESD防护,可耐%26;#177;15kV的静电放电(IEC1000); %26;#183;达到所有RS-232与V.28规范要求; %26;#183;只需要0.1μF(或以上)的外接电容器; %26;#183;在关断模式中有二个接收器保持有效(HIN213E); %26;#183;片内有电压倍增器/反相器; %26;#183;低功率消耗(典型值为5mA); %26;#183;三态TTL/CMOS接收器输出; %26;#183;具有多个发送器 —+5V输入时输出幅度为%26;#177;10V, —掉电时主源阻抗:300Ω, —限制输出电流, —兼容TTL/CMOS电平; %26;#183;具有多个接收器 —输入电压范围为%26;#177;30V —输入阻抗为3kΩ~7kΩ —0.5V滞后以改善噪声抑制 2 HIN2xxE系列的引脚功能 HIN2xxE系列由于含有的发送器、接收器的个数不同,引脚数也不同。下面以HIN206E为例说明其此脚排列和功能。HIN206E的引脚排列如图1所示,常采用SOIC或SSOP封装。其引脚功能见表1。HIN2xxE系列的主要性能对照见表2。 表1 HIN206E的引脚功能 引脚名称 引脚功能 Vcc 电源输入端,5V%26;#177;10% V+ 在内部产生的正电源(典型值为+10V) V- 在内部产生的负电源(典型值为-10V) GND 接地端 C1+ 外接电容器C1(+端)连接到该脚 C1- 外接电容器C1(-端)连接到该脚 C2+ 外接电容器C2(+端)连接到该脚 C2- 外接电容器C2(-端)连接到该脚 TIN 发送器输入端(TTL/CMOS电平)。每个输入端都通过芯片内部的400k的上拉电阻器连接到Vcc TOUT 发送器输出端(RS-232电平,典型值为%26;#177;10V) RIN 接收器输入端(RS-232电平)。每个输入端都通过芯片内部的5kΩ下拉电阻器连接到GND Rout 接收器输出端(TTL/CMOS电平) EN/EN 接收器使能输入端。EN=5V(HIN213E EN=0V)时,接收器的输出端入于高阻抗状态 SD/SD 关断输入端。SD=5V(HIN213E SD=0V)时,电荷泵停止工作,接收器输出端处于高阻抗状态(HIN213E的R4与R5除外),并且发送器被关闭 表2 HIN2xxE系列的主要性能对照 型 号 电源电压/V 发送器个数 接收器个数 外接电容器个数 关断模式 关断模式下接收器工作个数 HIN202E +5 2 2 4 无 0 HIN206E +5 4 3 4 有 0 HIN207E +5 5 3 4 无 0 HIN208E +5 4 4 4 无 0 HIN211E +5 4 5 4 有 0 HIN213E +5 4 5 4 有 2 HIN232E +5 2 2 4 无 0 3 HIN2xxE系列芯片的工作原理 HIN2xxE系列RS-232发送器/接收器电路由三个部分组成:电荷泵、发送器和接收器。 3.1 电荷泵 电荷泵包括倍增器和电压反相器,由其内部的125kHz时钟统一协调工作,以产生+10V与-10V电压,其等效电路如图2所示。当时钟脉冲为高电平时,电源Vcc对电容器C1充电至Voc。当时钟脉冲为低电平时,已充电至VCC的C1上电压通过电容器C3产生2VCC的电压。此外,还要对C2充电至2VCC。在随后时钟脉冲为高电平时,电容器C2的正极被接地,通过电容器C4产生-2VCC电压,并从C4的负极输出。电荷泵最多可承受5.5V的输入电压。电压倍增器部分(V+)的输出阻抗为200Ω左右,电压反相器部分(V-)的输出阻抗为450Ω左右。 在关断模式(HIN206E、HIN211E与HIN213E)下,电荷泵被关闭,V+被下拉到VCC,V-被上拉到GND,电源电流减少到10μA以下。发送器的输出端被关闭,接收器的输出端(除HIN213E的R4与R5以外)处于高阻抗状态。 3.2 发送器 发送器是将输入的TTL/CMOS电平转换成RS-232所要求电平的电平转换反相器。输入端的门限电压是26%VCC(当VCC=5V时,门限电压为1.3V)。输入高电平可在发送器输出端产生一个-5V至V-之间的电压,而输入低电平则会产生一个+5V至(V+-0.6V)的电压。发送器的每个输入端都有一个400kΩ的内部上拉电阻器,因此未用的输入端不必连接,并且输出端仍保持低电平状态。在最恶劣的条件,所有的发送器驱动3kΩ的负载电阻、Vcc=4.5V、温度达到允许的最大工作温度时,发送器的输出电平仍能满足RS-232的要求。输出端受短路保护并且可以不受限制地短接到地线。 3.3 接收器 接收器可将%26;#177;5V的RS-232电平转换为TTL或CMOS逻辑电平。接收器的输入端可以接收%26;#177;30V的电压,接收器输入门限的典型值为1.3V,输出电平为0V~VCC。当输入电平大于2.4V时,输出端为低电平;当输入端悬空或者在+0.8V与-30V之间时,输出端为高电平。接收器还有0.5V的滞后(除非是在关断时),可以提高噪声抑制功能。接收器使能脚EN(HIN213E为EN脚)无效时,可关闭接收器的输出,并将它们置于高阻抗状态。在关断模式中,接收器的输出端也被置于高阻抗(除HIN213E的R4与R5以外)。 4 典型应用电路 在HIN2xxE系列电路的典型应用中,电容器C1-C4的值为0.1μF,但这个值不是临界值。增加C1与C2的值会降低电压倍增器与反相器的输出阻抗,而增加存储电容器C3与C4的值则会降低V+与V-电源端的脉动。 HIN213E的二个接收器R4与R5在关断模式中仍保持有效。在正常操作时,接收器的传送延迟时间的典型值为0.5μs。在关断时,该延迟时间稍微有所延长。进入关断模式时,接收器R4与R5在SD=VIL之后保持无效80μs。在退出关断模式时,所有的接收器输出将为无效,直到电荷泵电路达到正常的工作电压为止。在采用0.1μF的电容器时,电荷泵电路达到正常工作电压所需时间一般在2ms以内。 图3是一个简单的带有CTS/RTS信号交换功能的双工RS-232。通过一个连接到V+的5kΩ电阻器驱动,可以产生固定输出信号,如DTR(数据端就绪)与DSRS(数据信号发送速率选择)。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/others/200703/9512.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved