聚洵(Gainsil )——全球化的芯片设计高科技企业，专注高性能、高品质模拟和混合信号产品的研发设计和销售管理的供应商

聚洵半导体科技（上海）有限公司（Gainsil Semiconductor Technology)是一家全球化的芯片设计高科技企业，专注高性能、高品质模拟和混合信号产品的研发设计和销售管理。公司目前拥有低噪声运放、零漂移运放、高速运放、低电压运放、纳安级运放、比较器、模拟开关、电压基准等产品线。公司核心团队均来自国内外顶尖半导体设计公司，拥有先进的技术及自主知识产权，具有独特的创新思维及运营模式，在半导体芯片研发工程、制造管理、市场销售管理渠道方面拥有非常丰富的经验。品牌官网：http://www.gainsil.com主要产品：一、运算放大器及比较器1. 低功耗运算放大器GS3XX 这一系列放大器专门为各种通用应用而设计，这一系列放大器具有 1MHz 的增益带宽积 , 电压转换速率达到0.6V/μs，在 5V 电源电压下的静态电流只有 40μA，并且放大器内部集成了抗 RF 干扰功能；它们具有轨到轨输入输出特性，输入电压可以低于地电压以及电源电压各 100mV；在 25 ℃的环境温度下，最大输入失调电压只有 3.5mV（GS8358的 channel 2 输入失调电压为正，且典型值为 +5mV；GS358B 两路输入失调电压都为正，最大值为﹢ 4mV），工作温度范围从 -40 ℃到 125 ℃。2. 高精度通用运算放大器 S321A/321YA/358A 这一系列放大器专门为各种高精度通用应用而设计，这一系列放大器具有 1MHz 的增益带宽积 ,电压转换速率达到 0.6V/μs，在 5V 电源电压下的静态电流只有 40μA，并且放大器内部集成了抗 RF 干扰功能；它们具有轨到轨输入输出特性，输入电压可以低于地电压以及电源电压各 100mV；在 25 ℃的环境温度下，最大输入失调电压只有0.4mV，工作温度范围从 -40 ℃到 125 ℃。 3. 低功耗运算放大器  GS852X/GS853X 这一系列放大器专门为各种通用应用而设计，这一系列放大器具有 150KHz/500KHz 的增益带宽积 ,电压转换速率达到 0.07V/μs/0.2V/μs，在 5V 电源电压下的静态电流只有 5.5μA/18uA，并且放大器内部集成了抗 RF 干扰功能；它们具有轨到轨输入输出特性，输入电压可以低于地电压以及电源电压各 100mV；在 25 ℃的环境温度下，最大输入失调电压只有 3.5mV，工作温度范围从 -40 ℃到 125 ℃。 4. 低压纳安级运算放大器  GS804X/814X 系列低压纳安级运放，可在 1.4V 至 5.5V 的工作范围内提供轨到轨输入和输出采用台积电领先的低噪声工艺及创新的电路结构，使得 GS804X 系列静态工作电流低至 600nA ， GS814X 系列静态工作电流低至 350nA，并且内置抗 RF 干扰功能。工作温度范围从 -40 ℃到 125 ℃ 。 5. 低压低功耗运算放大器 GS600X 这一系列放大器专门为低压各种低压通用应用而设计，这一系列放大器具有 1MHz 的增益带宽积 , 最低工作电压可达 1.8V，电压转换速率达到 0.8V/μs ，在 5V 电源电压下的静态电流只有 75μA，并且放大器内部集成了抗 RF 干扰功能；它们具有轨到轨输入输出特性，输入电压可以低于地电压以及电源电压各 100mV；在 25 ℃的环境温度下，最大输入失调电压只有 3.5mV，工作温度范围从 -40℃到 125 ℃ 。 6. 高压低噪声运算放大器  GS4558 由两个高性能运算放大器组成。该集成电路具有高增益、低等效输入噪声电压、高输入电阻、良好的通道分离、宽工作电压范围和内部频率补偿等特点。可在 ±18V 的最大供电电压下工作，也可单路供电 36V。  GS4580 是一款单片双低噪声运算放大器。它是专门为音频系统设计的，以改善音调控制 ; 它也可用于前置放大器，工业测量工具和应用，在增益和相位匹配通道是强制性的。该集成电路具有内部频率补偿、低噪声、低失调、高增益、高分辨率等特点带宽。GS4580 可在 ±18V 的双电源电压或 36V 的单电源电压下工作。 7. 低压低噪声运算放大器  GS86XX/872X 系列器件是一种低噪声、低电压运算放大器，适用于多种应用。 GS862X 系列具有 3MHz 单位增益带宽、1.66V/µs 压摆率， GS863X 系列具有 6MHz 单位增益带宽、4.2V/µs 压摆率，GS872X 系列具有 11MHz 单位增益带宽、9V/µs 压摆率，GS8626 具有 20MHz 单位增益带宽、16V/us 压摆率，以及良好的电压和电流噪声性能。  GS86XX/872X 能够在音频信号路径或电机控制应用等低电压和低噪声系统中提供优质性能。该器件可向重 负载提供轨到轨输出摆幅。输入共模电压范围包括接地，器件的最大输入失调电压为 3.5mV（推荐的温度范围围）。在低电源电压下，容性负载能力也很好。工作温度范围从 -40 ℃到 125 ℃ 。 8. 高速运算放大器 GS805X/GS809X 系列高速电压反馈 CMOS 运算放大器专为视频应用和其他需要宽带宽的应用而设计。这些器件具有单位增益稳定性，可以驱动大型输出电流。差分增益为 0.02%，而差分相位为 0.09°。GS805X 静态电流仅为每通道 2.8mA，GS809X 静态电流仅为每通道 4.2mA。  GS805X/GS809X 系列运算放大器针对低至 2.5V (±1.25V) 和高达 5.5V (±2.75V) 的单电源或双电源供电运行进行了优化。共模输入范围超出电源供电范围。电源轨的输出摆幅在 100mV 以内，从而支持宽动态范围。工作温度范围从 -40 ℃到125 ℃ 。 9. 零飘移运算放大器  零漂移运算放大器采用台积电先进的 CMOS 工艺及全新的斩波电路结构设计，可提供极低的输入失调电压，同时随时间推移和温度变化输入失调电压接近于零的漂移，并且内置抗 RF 干扰功能。这些高精度、低静态电流微型放大器可提供高阻抗输入（共模范围超出电源轨电压 100mV）和轨至轨输出（摆幅低于电源轨电50mV 以内）。可以使用低至 1.8V(±0.9V) 和高达 5.5V (±2.75V) 的单电源或双电源。  GS655X 系列高精度、零漂移运放可工作电压 1.8 V 至 5.5 V 的单电源驱动。采用台积电领先的工艺及全新的斩波结构，失调电压最大仅为 5μV，失调电压漂移最大为 0.03 μV/℃。具有轨到轨的输入和输出 , 同时具有很快的过载恢复能力及内置抗 RF 干扰功能。  GS833X 系列高精度、零漂移运放可工作电压 1.8 V 至 5.5 V 的单电源驱动。采用台积电领先的工艺及全新的斩波结构，失调电压最大仅为 10μV，失调电压漂移最大为 0.03 μV/℃。具有轨到轨的输入和输出 , 同时具有很快的过载恢复能力及内置抗 RF 干扰功能。  GS85XX 系列高精度、零漂移运放可工作电压 1.8 V 至 5.5 V 的单电源驱动。采用台积电领先的工艺及全新的斩波结构，失调电压最大仅为 30μV，失调电压漂移最大为 0.03 μV/℃。具有轨到轨的输入和输出 , 同时具有很快的过载恢复能力及内置抗 RF 干扰功能。 10. 高压通用运算放大器  LM3XX 这一系列放大器专门为各种高压通用应用而设计，工作电压为 3 到 28V，这一系列放大器具有1MHz 的增益带宽积 , 电压转换速率达到 0.2V /μ S，每通道静态电流为 120μA。  LM3XXH 这一系列放大器专门为各种高压通用应用而设计，工作电压为 3 到 36V，这一系列放大器具有 1MHz 的增益带宽积 , 电压转换速率达到 0.2V /μ S，每通道静态电流为 250μA。 11. 高压通用比较器  GS3XX 这一系列比较器专门为各种高压通用应用而设计，可以在单一电源的宽范围电压下工作。可以在压差为 2 至36V 的双电源下工作，每通道静态电流为 700μA。  GS331 由一个独立的精密电压比较器组成，其典型偏移电压为 1.0mV  GS393/393A 由两个独立的精密电压比较器组成，其典型偏移电压为 1.0mV  GS339/339A 由四个独立的，低失调电压的电压比较器组成，其典型失调电压为 2.0mV 12. 低压高速比较器  GS874X/GSV33X 系列是低功耗超高速比较器，具有内部迟滞，优化的系统供电范围：3V~5 V。具有高速响应、低功耗、失调电压小和轨对轨输入输出等特点。内部输入迟滞消除了由于内部输入噪声电压造成的输出切换，工作温度范围为 -40℃至 +85℃。  GS8740~GS8750 系列工作电压为 2.7 到 5.5V，最大输入失调电压为 5mV。其中，GS8743~GS8745 系列每通道静态电流为 1300μA，响应时间为 6ns；GS8746~GS8750 系列每通道静态电流为 22μA，响应时间为 91ns；GS8740~GS8742系列每通道静态电流为 155μA。 响应时间为 21ns。  GSV331~GSV332 系列工作电压为 1.8 到 5.5V，最大输入失调电压为 3mV，每通道静态电流为 46μA，响应时间为70ns。  GS8706X 系列比较器专门为各种带基准电压的低压通微功耗应用而设计，工作电压为 1.6 到 5.5V，集成 1.2V 参考电压，应用灵活 , 每通道静态电流为 2.4uA，响应时间0.9us； 13. 低压纳安级比较器  GS87XX/GS80XX 系列具有内部迟滞的超低功耗比较器，优化的系统供电范围： 3V~5V。具有高速响应、低功耗、失调电压小和轨对轨输入输出等特点。内部输入迟滞消除了由于内部输入噪声电压造成的输出切换。工作温度范围为 -40℃至 +85℃。最大输入失调电压 3mV。  GS8705/GS8707/GS8709/GS8711/GS8012 系列比较器专门为各种低压通微功耗应用而设计，工作电压为 1.4 到 5.5V。其中，GS8705/GS8707/GS8709/GS8012 系列每通道静态电流为 325nA。响应时间6us；GS8011 系列每通道静态电流为208nA。响应时间13us。  GS8021 系列比较器专门为各种带基准电压的低压通微功耗应用而设计，工作电压为 1.6 到 5.5V，集成 1.2V 参考电压，应用灵活。每通道静态电流为 390nA。响应时间13us。 二、模拟开关GS4157B、GS3005、GS3101、GS3221、GS3157、GS7227 三、电源管理类芯片GS431 应用范围：移动通讯网络，多媒体，工业自动控制，仪器仪表（血压计、血氧仪），液晶显示，汽车电子、可穿戴设备、物联网、PDA系统、便携式系统、电池供电系统、医疗设备、蓝牙耳机、移动电话、无绳电话、便携式系统、温度测量系统、正弦波失量控制器、变频器和无人飞机等众多领域。

兆易创新(GigaDevice)——全球排名第一的无晶圆厂Flash及中国品牌排名第一的Arm®通用型MCU的供应商

兆易创新科技集团股份有限公司 (股票代码603986) 是全球领先的Fabless芯片供应商，公司成立于2005年4月，总部设于中国北京。公司的核心产品线为存储器（Flash、利基型DRAM）、32位通用型MCU、智能人机交互传感器、模拟产品及整体解决方案。公司产品以“高性能、低功耗”著称，技术实力备受行业认可。还在多个国家和地区均设有分支机构和办事处，营销网络遍布全球，为客户提供优质便捷的本地化支持服务。主要产品：一、FlashSPI NOR FlashSPI NAND FlashParallel NAND FlashMCUArm Cortex-M3Arm Cortex-M4Arm Cortex-M23Arm Cortex-M33Arm Cortex-M7RISC-V二、利基型DRAM利基型DDR3L利基型DDR4三、传感器触控指纹识别四、模拟产品专用电源管理 电机驱动锂电池管理高性能电源选型指南：产品选型手册下载应用范围：汽车/工业、物联网、网络通信、消费电子、PC及周边、移动设备=

有关PCB的科普

　市场上的PCB板的主要原材料是覆铜板、半固化片、铜箔、油墨（阻焊，字符）。　　1.覆铜板覆铜板也叫PCB板基材，是将增强材料浸以树脂，形成半固化片，在一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料成为覆铜板（Copper clad Laminate,CCL）,在多层板应用中又叫做板芯，其制作过程如下图1所示。其实可以这么理解，增强材料相当于钢筋，树脂相当于水泥混凝土，铜箔相当于瓷砖，覆铜板就是楼面。图1在市场上单层PCB板的板材即是单面覆铜板，双层PCB板的板材是双面覆铜板，多层PCB的板材是双面覆铜板（板芯）+半固化片+铜箔。　　PCB基材的每个组成成分有很多的种类，所以市场上有很多的基材组合。随着欧盟或地区的限制和无铅焊接工艺的出现，基材的选择也越来越复杂了。当前市场上比较常见PCB基材组成、简称、特性和应用领域如下表1所示： 表1 PCB基材2.半固化片　　半固化片简称PP，是在玻纤布浸以树脂胶液，再经过热处理（预烘）使树脂进入B阶段而制成的薄片材料。而压板的工艺原理是利用半固化片从B-stage向C-stage的转换过程，将各线路层黏结成一体。半固化片在这一过程中转换过程的状态变化如下图2所示：图2 半固化片状态转换　A阶段：在室温下能够完全流动的液态树脂，这是玻纤布浸胶时的状态，液态的环氧树脂又称为凡立水（Varnish）。　　B阶段：环氧树脂部分交联处于半固化状态，在加热条件下，又能恢复到液体状态。　　C阶段：树脂全部交联为C阶段，在加热、加压下会软化，但不能再成为液态，这是多层板压制后半固化片转成的最终状态。　　3.铜箔　　铜箔的厚度单位是oz（盎司），但oz本身是质量单位。1oz铜厚的定义：将一盎司（28.35克）铜均匀平铺到一平方英尺（929平方厘米）面积上，此时铜箔的厚度就称为1oz铜厚，其厚度正好是1.37mil（约1.4mil）。　　（1）如果没有阻抗特性要求，多层板的内层选择0.5oz，外层选择1oz即可； （2）如果有阻抗特性要求则需另行计算，出PCB叠构设计要求； （3）大电流功率板，外层最好选择≥2oz的铜厚。　　4.油墨　　阻焊油墨：业界称为绿油，是线路做好以后涂在线路上作为保护线路用的，有曝光的曝光绿油，有UV（紫外光）固化的UV绿油。　　字符油墨：是线路板上标识元器件位号、板号、板名、生产日期等符号用的，一般是白色的。　　其中，绿油的主要成分：环氧变性树脂、热硬化环氧树脂、光起始剂、体质颜料、著色颜料、添加剂、溶剂　　5.FR-4介绍　　FR-4的定义为阻燃型环氧树脂玻璃纤维布覆铜箔层压板，具备强度高、耐热性好、介电性能好的特点，是当前市场上所有覆铜板品种中用途最广，用量最大的一类，广泛应用于移动电话、计算机、检测设备、电视剧、军用装备、导向系统等，其简图如下图3所示。图3 FR-4简图玻纤布：玻璃纤维布的简称，由数百根直径为0.005-0.015mm的玻璃丝捻成纱，再由经纱和纬纱编织成布，最常见的有106、1080、2116、3313、7628等型号。　　环氧树脂：主要是双酚A型环氧树脂。　　添加剂：主要包括固化剂、阻燃剂、偶联剂、无机填料。　　6.常见的PCB板材　　生益：S1141(Tg=140)、S1141 150（Tg=150）、S1190（Tg=170）;　　联茂：IT-140G(Tg=140)、IT-155G(Tg=150)、IT-170G(Tg=170)　；　　　台耀：TU-668（Tg=150）、TU-768（Tg=180）、TU-872 LK（Tg=200）　　罗杰斯：RO4003C（Tg=280）、RO4350B（Tg=280）、RT6006、RT6010。

讨论关于 RS-485 标准的一些重要方面，帮助工程师更加精确设计数据

摘要：本设计指南讨论 RS-485 标准的一些重要方面，旨在帮助工程师正确的设计数据传输电路。1. 简介 1983 年，美国电子工业协会（EIA）批准了一个新的平衡传输标准（balancedtransmission standard），称之为 RS-485。调查发现，这个标准获得了广泛的赞誉并被广泛应用到工业、医疗以及消费类产品，RS-485 已经成为了工业接口的主力。 本设计指南是为那些对 RS-485 标准不熟的工程师介绍设计 RS-485 电路的指导方针，这能够帮助他们在最短的时间内完成健壮而可靠的数据传输设计。 从整体上来看，本文档围绕以下主题来讨论 RS-485 标准：总线拓扑（bustopology）、信号电平（signal levels）、电缆类型（cable type）、总线终端（bustermination）、失效保护（failsafe）、总线负载（busloading）、数据速率与总线长度（datarate versus bus length）、最小节点间距（minimum node spacing）、接地及隔离（groundingand isolation）。 2. 标准和特性 RS-485 仅仅是一个电气标准。与那些定义了功能、机械结构和电器规格的完整接口标准相比，RS-485仅定义使用平衡多点传输线的驱动器（driver）和接收器（receiver）的电气特性。 很多更高级别的标准将 RS-485 规定为引用标准。例如中国的多功能电能表通讯协议标准 DL/T645 就明确指定以 RS-485 作为物理层标准。 RS-485 的关键特性：• 平衡接口（Balancedinterface）• 多节点可共用单一 5V 电源• 总线共模电压范围：-7V~+12V• 可挂接 32 个负载• 最大 10Mbps（40 英寸内，约 12.2 米）• 最长 4000 英尺（约 1219 米）通讯距离（100Kbps 的情况下） 3. 网络拓扑 RS-485 标准建议节点的组网方式为串行方式（daisy-chain），也称为单线（party line）或总线拓扑（bus topology），见图 1 所示。在这个拓扑中，驱动器、接收器和收发器（transceiver）以子网（或称为分支）形式通过短网线接入主干线。总线接口可以设计为全双工或半双工，如图 2 所示。 图1：RS-485总线结构 实现全双工需要 2 对信号线（4 根），全双工收发器带有独立的发送和接收总线电缆。在全双工模式下，一个节点可以在接收数据的同时发送数据。 在半双工模式下，仅使用一对信号线。发送和接收数据不能同时进行。所有节点都必须通过方向控制信号进行控制，例如驱动器/接收器使能信号。这是为了确保在任何时刻，总线上只有一个驱动器有效。若同一时刻有超过一个驱动器访问总线，则会导致总线竞争，总线上的数据会紊乱，所以在整个运行期间，必须通过软件控制，避免多个驱动器同时向总线发送数据。 图2：全双工与半双工总线结构 4. 信号电平 符合 RS-485 标准的驱动器能够提供不小于 1.5V 的差分输出（在 54Ω负载下），符合 RS-485 标准的接收器能检测小到 200mV 的差分信号输入。即便是在线缆和连接器严重降级的情况下，这两个值仍能为高可靠性的数据传输提供充足的余量。 RS-485的这种健壮性，也是它为什么在电磁干扰环境中也能出色的长距离组网的原因。 图3：RS-485规定的最小总线信号电平 5. 电缆类型 在双绞线上传输差分信号对 RS-485 应用是有利的，因为外部干扰源会以共模方式均等的耦合到两根信号线上，这些噪声会被差分接收器过滤掉。 工业 RS-485 电缆分为有保护套、无保护套、双绞线、非屏蔽双绞线，符合美国22-24AWG 线规的电缆特性阻抗为 120Ω。图 4 显示了 4 线对电缆的横截面，这种非屏蔽双绞线典型用于 2 个全双工网络。内有 2 对或 1 对信号线的电缆可用于低成本的半双工系统设计。 图4：RS-485通讯电缆举例除了网络布线，RS-485 标准强制设备的印制电路板布局和连接器要与网络的电器特性保持一致，可以通过使印制电路板上的两根信号线尽可能靠近并等长来实现。 6. 总线终端和分支（子网）长度 为避免信号反射，数据传输线必须有终点，并且分支长度尽可能的短。正确的终端需要终端电阻 RT 匹配，其值为传输线的特性阻抗 Z0。RS-485 标准建议线缆的Z0=120Ω。电缆干线通常终端匹配 120Ω的电阻，线缆的末尾处各一个。见图 5 的左半部分。 图5：正确的RS-485终端 在干扰环境下的应用常常使用两个 60Ω电阻代替 120Ω电阻，组成一个低通滤波器，以提供额外的共模干扰滤除能力，见图 5 右。在这种情况下，电阻值的配对就变得很重要（最好使用 1%的精密电阻）。相同的电阻值能够确保两个滤波器具有相同的频率衰减，如果电阻的精度较低（比如 20%），会引起滤波器的转折频率（Corner frequency）出现差异，共模干扰会转为差模干扰，因此会降低接收器的干扰容限。 分支的电气长度（收发器和电缆干线的导线距离）应小于驱动器上升沿时间的十分之一： 这里： LStub= 最大分支长度（单位英尺） tr= 驱动器（10/90）上升沿时间（单位ns） v = 信号在电缆上传输的速率相对于光速的比率 c = 光速（9.8*108ft/s） 表 1 列出了使用图 4 电缆时的最大分支长度（v=78%）。 注：具有缓慢上升沿的驱动器适合那些需要长分支的应用，并且缓慢的上升沿可以减少设备的 EMI。 7. 失效保护 失效保护使得接收器在缺少信号时有能力输出一个确定的状态。 三个原因可能导致信号损耗（LOS）：1. 开路：线缆中断或者收发器从总线断开2. 短路：差分信号线芯因外部绝缘层失效而接触在一起3. 总线空闲：总线上的驱动器都不发送信号 上述条件下，当输入信号为零时，会使传统的接收器输出随机状态，现在的收发器内部都包含一个偏置电路，可以对开路、短路和总线空闲进行保护，即使信号损耗时，接收器也能强制输出一个确定的状态。 这种失效保护电路有个缺点：最坏情况下的噪声余量只有 10mV，因此在干扰环境中，要增加外部失效保护电路以增加噪声余量。 外部失效保护电路由一个电阻分压器组成，可以产生足够的总线差分电压，以驱动接收器产生一个确定的输出状态，为了确保有足够的噪声余量，VAB应包含测量到的最大噪声：VAB=200mV+VNoise失效保护偏置电阻值的计算要按照最坏条件，即最大的噪声和最小的供电电压的情况之下： 如果最小总线电压为 4.75V（5V-5%）、VAB=0.25、Z0=120Ω时，RB 为 528Ω。在终端匹配电阻 RT 上串接两个 523Ω电阻构成的失效保护电路如图 6 所示。 图6：外部失效保护偏置电路8. 总线负载 驱动器输出的电流取决于负载、收发器和失效保护电路所需要的电流。为了估计总线上的最大负载数目，RS-485 规定了 一个术语：单位负载（UL），用来表示一个大约 12KΩ的阻抗。服从标准的驱动器必须能够驱动 32 个这样的单位负载。现在的发送器通常会减小单位负载，比如只有 1/8UL，这就允许在总线上连接最多 256个这样的收发器。因为失效保护电路最多会相当于 20 个单位负载，所以收发器的最发数目 N 减小为： 所以，当使用 1/8UL 的收发器时，总线上最多可以挂接 96 个这样的驱动器。 9. 数据速率 VS 总线长度 对于一个给定的数据速率，最大总线长度受传输线损耗和信号抖动（signaljitter）影响。波特周期抖动 10%或者以上时，数据的可靠性会急剧减小。图7 显示的是使用常规 RS-485 线缆，10%的信号抖动情况下，电缆长度与数据速率的关系。 1. 图中的①部分显示的是在短距离下的高速传输。这里，传输线的损耗可以忽略 不计，因为驱动器的数据速率占主导作用（上升沿时间）。尽管表推荐最大10Mbps，但现在的快速接口最快可达到 40Mbps。 2. 图中的②部分显示的是传输线由短到长，传输线的损耗也要考虑进去。因此随着线缆长度的增加，数据速率必须减小。一个经验法则是：传输线长度（m）乘以数据速率必须小于 107。相对于现在的电路性能，这个经验法则十分保守。因此在给定的波特率下，图中显示的传输距离是比实际小很多的。 3. 图中的③部分显示的是更低的数据速率。传输线阻抗和不经过处理的信号（比如将电信号转换为光信号，则是将信号进行处理的一种办法，译注。）限制了线缆的长度。这里的线阻接近终端匹配电阻，对于阻抗为 120Ω、非屏蔽双绞线的 22 AWG 电缆，电压分压导致信号衰减-6dB 时，大约出现在1200 处。 图7：线缆长度VS数据速率10.最小节点间距 RS-485 总线是分布参数总线：电气特性主要由沿物理介质分布的电感和电容所决定，这里的物理介质包含相互连接的电缆和印制电路板上的布线。 总线上的设备增加，总线电容也会增加，设备间的互联会降低总线阻抗，导致总线的介质和负载部分阻抗不匹配。当输入信号到达这些位置时，会有部分反射回信号源，造成驱动器输出信号失真。 要确保从驱动器输出的第一个信号传输到接收器输入端时电压等级仍有效，需要总线上任何一处的最小负载阻抗 Z’>0.4 * Z0，可以通过限制总线上两节点的间距不小于 d 来实现，d 为： 这里 CL 为总线负载电容，C 为每单位长度的介质电容（电缆或 PCB 布线）。 图8：节点最小间距与设备、介质电容的关系 方程式 4 显示了设备最小间距是分布式介质和负载电容的函数关系，图 8 显示了它们的图标关系。 负载电容包括：总线引脚电线、连接器、印制电路板布线、保护装置和任何连接到干线上的物理连线。因此收发器到总线干线的电气距离要尽可能短。 典型的 5V 收发器具有 7pF 电容，3.3V 收发器要翻倍，即大约 16pF 电容，电路板印制线每厘米会增加 0.5~0.8pF 电容，这取决于电路板的材质和结构，连接器和保护装置（比如防雷击电路，译注）的电容值可能范围会很大，非屏蔽双绞线介质的分布电容大约在 40pF/m~70pF/m。 11.接地和隔离 当设计一个远程数据链路时，设计者必须假设存在很大的接地电势差（GPD）。这些电压（Vn）会以共模干扰的形式叠加到传输线上。如果叠加的干扰信号超出接收器输入共模范围，依靠本地接地作为电流回路是很危险的，见图 9a。 图9：需要注意的设计缺陷：a）过高的接地电势差，b）过高的环路电流，c）环路电流减小，但是由于接地环路大，对感应噪声会高度敏感 因为远程节点很可能是通过不同区域的电气设备供电，当维修这些设备时，会使得接地电势差超出接收器的输入共模范围。因此，今天能工作的数据链路可能在将来的某时段停止工作。 通过接地线直接与远端地相连也是不被推荐的，见图 9b。这是因为大的环路地电流会以共模噪声的形式驾到信号线上。 RS-485 标准推荐通过在设备地和系统地之间串接电阻来隔离这两个地，见图 9c。尽管这个方法减小了环路电流，但是大环路地的存在仍使数据链路对环路沿线某处产生的噪声敏感。因此，到现在为止，仍没有办法建立一个完美的数据链路。一个可以容忍数千伏接地电势差并且完美的可长距离传输的 RS-485 数据链路方法是信号及供电电源隔离，见图 10。 图10：隔离的两路远程收发站 在这种情况下，电源隔离（隔离 DC/DC），信号隔离（光耦）可以阻止远程系统地之间的电流流动，以及避免了环路电流的产生。然而，图10 显示的仅是两个收发节点，图 11 给出了一个收发器隔离的多节点例子。除了一个非隔离收发器提供单一参考地外，其它所有收发器都通过隔离接入总线。 图11：隔离的多节点现场总线12.结论 本设计报告涵盖了 RS-485 系统设计的主要方面，尽管这个主题有庞大的技术文献可参考，但本文的目的是向那些对 RS-485 不熟悉的工程师提供一个系统性的设计指南。 下面的参考文档提供了详细的应用报告，可以帮助你在短时间内完成一个完善的RS-485 兼容的系统设计。 铭芯微提供1.8V/3.3V/5V全系列RS-485 收发器产品。包括低 EMI、高ESD 保护（16kV）以及集成失效保护功能，可以应对总线开路、短路和空闲带来的问题。13.参考1. RemovingGround Noise in Data Transmission Systems applicationreport (SLLA268)2. InterfaceCircuits for TIA/EIA-485 (RS-485) design notes (SLLA036)3. Detection ofRS-485 Signal Loss, TI Analog Application Journal, 4Q 2006 (SLYT257)4. Overtemperature Protection in RS-485 Line Circuits application report (SLLA200)5. DeviceSpacing on RS-485 Buses, TI Analog Application Journal, 2Q 2006 (SLYT241)6. PROFIBUSElectrical-Layer Solutions application report (SLLA177)7. A StatisticalSurvey of Common-Mode Noise, TI Analog Application Journal, Nov 2000 (SLYT153)8. Failsafe inRS-485 Data Buses, TI Analog Application Journal, 3Q 2004 (SLYT080)9. The RS-485Unit Load and Maximum Number of Bus Connections, TIAnalog Application Journal,1Q2004 (SLYT086)10. UsingSignaling Rate and Transfer Rate application report (SLLA098)11. OperatingRS-485 Transceivers at Fast Signaling Rates application report(SLLA173)12. RS-485 forE-Meter Applications application report (SLLA112)13. Failsafe inRS-485 Data Buses, TI Analog Application Journal, 3Q 2004 (SLYT064)14. Use ReceiverEqualization to Extend RS-485 Data Communications application report (SLLA169)15. The RS-485Unit Load and Maximum Number of Bus Connections application report (SLLA166)16. ComparingBus Solutions application report (SLLA067)17. RS-485 forDigital Motor Control Applications application report (SLLA143)18. 422 and 485Standards Overview and System Configurations application report (SLLA070)19. TIA/EIA-485and M-LVDS, Power and Speed Comparison application report (SLLA106)20. LiveInsertion with Differential Interface Products application report (SLLA107)21. The ISO72xFamily of High-Speed Digital Isolators application report(SLLA198) 无锡铭芯微电子有限公司（以下简称‘铭芯’）声明不对本公司产品以外的任何电路或器件负责。也不意味着对专利等知识产权授权；铭芯保留对自己产品或产品性能参数修改或更新的权利，并且建议客户在订货前确认获取最新和完整的资料和信息。所有销售的产品都受订单确认涵中所列的条件限制，包括质量保证和有限责任；本产品并不是针对恶劣环境而设计，所以它并不适用于例如飞机，核电发电，医疗用具，等设备或系统中，在这些系统设备中任何产品故障都可能将导致人身伤害。买方使用或出售铭芯的产品，如应用在这些系统设备中，要自己承担风险并同意赔偿，这些责任与铭芯无关；铭芯保证公司所生产半导体产品的性能达到在销售时可应用的性能指标。测试和其他质量控制技术的使用只限于铭芯的质量保证范围内。每个器件并非所有参数均需要检测。无锡铭芯微电子有限公司地址：江苏省无锡市兴源北路401号北创科技大厦2010电话：0510-82621583是无锡铭芯微电子有限公司的注册商标

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