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具有OOK調制功能的RS-485收發器如何簡化樓宇自動化系統中的電力線通信

2021-12-29
來源:電子創新網
關鍵詞: OOK RS-485 HVAC

  在我寫這篇文章的時候,德克薩斯州正值炎夏,氣溫達到95°F(32°C)。但是,因為空調的緣故,我覺得非常舒服。有時,這看似是一個現代的奇跡;簡單地按下溫度調節裝置上的按鈕,室內溫度就在悄無聲息中迅速變得更加適宜。與此同時,雖然室外機在不停地運作,但因為遠離溫度調節裝置控制單元,室內聽不到一點噪聲。這種可靠的遠距離連接或許看起來很神奇,尤其是在一天中氣溫達到峰值的時候,其實,這得益于一種比較常見的通信標準RS-485

  跟四線電纜說再見

  

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  具有OOK調制功能、適用于電力線通信的THVD8000 RS-485收發器能夠將數據調制到現有的電力線上。這一特性支持在同一對電線中同時進行電力輸送和數據通信,從而顯著降低系統成本。

  RS-485是一種差分信號傳輸標準,除住宅環境外,也常用于商用暖通空調(HVAC)系統、工廠自動化、電網基礎設施、電器和電機驅動工業設計。這些應用有時需要在同一根電纜上的節點之間遠距離傳輸RS-485信號和電力。傳統的RS-485系統至少使用四根電線同時傳輸信號和電力:兩根電線用于差分RS-485信號傳輸,另外兩根用于電力輸送和接地。這些長電纜的重量和成本會增加系統的復雜性和安裝成本。而且如果多條電線出現連接錯誤的話,還可能導致系統故障,進一步增加了系統的復雜性。

  幸運的是,在設計RS-485接口時,四線解決方案不再是唯一的選擇。帶有開關鍵控(OOK)調制功能的RS-485收發器(如THVD8000)可實現電力線通信,最終將電線數量從四根減少到兩根,同時提高系統性能并降低總成本。THVD8000通過集成調制和解調電路以及總線I/O保護,可通過IEC ESD 61000-4-2接觸放電和IEC 61000-4-4快速瞬態突發測試,從而提供上述優勢。

  通過集成調制和解調電路,THVD8000可提高所傳輸基帶數據的頻率成分。因此,可簡化標準通用異步接收器-發送器(通常用于RS-485)的直流和交流耦合以及系統側接口,無需特殊編碼,適用于低數據速率應用。通過調制RS-485信號,如圖1所示,這些器件使系統能夠通過電力線傳輸調制信號,因此只需要一對電線。通過選擇寬載波頻率范圍,通信距離可以達到1km或更遠。此升級方法適用于直流和交流電源,無需在微控制器中進行特殊編碼。

  

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  圖1:使用THVD8000 RS-485收發器實現電力線通信

  該器件的OOK調制功能可在載波頻率下對低電平輸入信號進行調制,如圖2所示。

  

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  圖2:OOK調制

  由于信號檢測是檢測振幅,OOK調制采用極性無關模式,如圖3所示。交換RS-485的A和B輸入/輸出(I/O)端口不會影響通信,且極性無關模式無需手動或軟件設置。此特性可大大簡化安裝過程,并消除由于錯誤連接A和B I/O導致系統性能受到影響的風險。

  

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  圖3:THVD8000的極性無關模式

  下次您享受空調所帶來的舒適時,不要忘記是RS-485收發器通過向控制單元發送命令為您帶來夏日清涼。像THVD8000這樣的雙線解決方案可以進一步簡化通信并降低系統成本,從而當室外溫度快要接近三位數時,空調會可靠工作,為您創造清涼體驗。

  其他資源

  在您的下一個RS-485設計中使用THVD8000,請參閱應用手冊“THVD8000設計指南”。

  閱讀技術文章“RS-485收發器的常見問題解答”。

  觀看在線培訓視頻“面向工業應用的接口解決方案”。

  關于德州儀器(TI)

  德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導體公司,致力于設計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用于工業、汽車、個人電子產品、通信設備和企業系統等市場。我們致力于通過半導體技術讓電子產品更經濟實用,創造一個更美好的世界。如今,每一代創新都建立在上一代創新的基礎之上,使我們的技術變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠,從而實現半導體在電子產品領域的廣泛應用,這就是工程的進步。這正是我們數十年來乃至現在一直在做的事。





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