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
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。
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。
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。
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)
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