構(gòu)建更加智能的電能計(jì)量系統(tǒng)

作者：時(shí)間：2013-02-27 來源：網(wǎng)絡(luò)

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上述三種情況下，差分電壓均為0V，然而，RS-485規(guī)范定義0V是不確定電壓。這意味著接收器輸出可以是高電平，也可以是低電平，甚至在高電平和低電平之間振蕩。Maxim的失效保護(hù)接收器規(guī)定接收器閾值在-50mV和-200mV之間，從而解決了這一問題。這要比RS-485規(guī)定的閾值嚴(yán)格一些，因此也符合該規(guī)范。利用這一優(yōu)勢(shì)將0V差分電壓定義為已知狀態(tài)，避免了上述三種情況帶來的問題。這樣，電表硬件工程師可以不必采用圖1所示的兩個(gè)偏置電阻。

擺率限制由于大部分電表的數(shù)據(jù)速率在1kbps和19.2kbps之間，沒有必要采用很快的邊沿速率，因?yàn)檫@樣只會(huì)帶來不必要的輻射。通過控制RS-485收發(fā)器驅(qū)動(dòng)電路的邊沿速率，可以降低高頻輻射。較低擺率還降低了不恰當(dāng)?shù)慕K端匹配和接頭產(chǎn)生的誤碼(參見圖2和圖3)。

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圖2. MAX3485E/MAX3490E/MAX3491E傳輸125kHz信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形和FFT曲線

MAX3485E/MAX3490E/MAX3491E沒有擺率限制，能夠支持更高的數(shù)據(jù)速率。然而，較高數(shù)據(jù)速率要求較快的邊沿速率，因而產(chǎn)生較大的高頻諧波。這些諧波增加了EMI輻射，也限制了系統(tǒng)對(duì)不恰當(dāng)?shù)慕K端匹配的承受能力。MAX3483E和MAX3488E對(duì)擺率加以限制，因此，最大數(shù)據(jù)速率降至250kbps甚至更低，這對(duì)于電表應(yīng)用已經(jīng)足夠了。擺率的降低也限制了高頻諧波，不但減小了EMI，而且解決了不恰當(dāng)?shù)慕K端匹配所帶來的問題。

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圖3. MAX3483E/MAX3488E傳輸125kHz信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形和FFT曲線

熱插拔在多點(diǎn)系統(tǒng)中，例如RS-485，保證只有一個(gè)發(fā)送器工作非常關(guān)鍵。如果兩個(gè)或多個(gè)發(fā)送器處于工作狀態(tài)，將會(huì)出現(xiàn)總線競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致誤碼。通過軟件可以部分解決總線通信中的誤碼問題，但是硬件工程師應(yīng)首先避免出現(xiàn)這些誤碼。Maxim的熱插拔特性解決了總線競(jìng)爭(zhēng)時(shí)出現(xiàn)的兩種常見問題：

1. 收發(fā)器在已經(jīng)工作的總線上首次上電。
2. 在已經(jīng)工作的系統(tǒng)中帶電插入收發(fā)器卡。

這兩種情況下，驅(qū)動(dòng)RS-485收發(fā)器的微控制器(μC)將重新復(fù)位。大量μC使其I/O口進(jìn)入三態(tài)。一旦軟件開始運(yùn)行，微處理器引腳將最終配置為合適的狀態(tài)。但在初始上電與引腳正確配置完成之間會(huì)出現(xiàn)問題，主要問題是，RS-485收發(fā)器的發(fā)送使能(DE)引腳將"看到"一個(gè)邏輯高電平。出現(xiàn)這一問題是由于噪聲或漏電流將三態(tài)引腳上拉至高電平。Maxim的熱插拔電路通過兩個(gè)步驟解決這一問題。在第一個(gè)10μs期間，RS-485收發(fā)器上電，通過5kΩ電阻的600μA強(qiáng)下拉電流將DE引腳拉低，強(qiáng)下拉電流使DE引腳的所有電容放電。10μs后，采用100μA下拉電流保持邏輯低電平不受漏電流和噪聲的影響。在外部電源將DE引腳拉高之前，100μA的下拉電流將一直保持有效。一旦引腳出現(xiàn)高電平，關(guān)閉100μA電流源，RS-485收發(fā)器正常工作(參見圖4)。這一特性確保RS-485收發(fā)器的發(fā)送器為三態(tài)，避免總線競(jìng)爭(zhēng)。 電能表相關(guān)文章:電能表原理

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