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1、No2.2003气象水文海洋仪器une200320mA电流环通讯的分析与应用江虹王冬梅崔利娜黄艳秋曲磊,130012)(长春工业大学电气与电子工程学院长春摘要本文对ZomA电流环的通讯进行了详细的分析,并针对实际中的使用给出了通讯原理图.对其做了深人讨论。关健字20mA电流环串行通讯驱动光祸1引言,。串行通讯作为通讯的一种主要形式在大多数场合中应用80286以上的计算机中都配有口。口、RS232C标准的串行通讯但由串行直接发送接收的串行数据所能传输的最大距离取决于传输速率和传输的电气性能。根据2C,4RS23标准在码元畸变(%的
2、情况,。,下最大传输距离为50英尺接口标准的电气特性中规定接口驱动器的负载电容(传输,介质电容与接收器输入电容之和)应小于2500pf如果按普通非屏蔽多芯电缆每英尺的,电容值40一50pf来计算传输电缆长度应为2500~50(ft)50,。但在实际应用中传输距离远大于此20mA电流环是美国电子工业协会(EIA)未。以20m经正式颁布的一个串行通讯电气标准A电流流过通讯环路表示数据信号的传,。、,号(逻辑1)无电流为空号(逻辑0)由于光祸是一种电一光光一电转换器件隔离电压,,,在1so0V以上价格低廉因此可采用光藕器件在接收端将电
3、流信号还原为微机可以读取的电平信号。由于通讯线路引入的电磁干扰及线路本身的分布电容对电平信号影响,,,。大对线路中的电流影响不大所以电流环具有很高的抗干扰性能可以延长通讯距离巧voes仁二〕一一一卜一一-.一/卜..‘o厄t弋ms提50写In图1ZOmA电流环原理图气象水文海洋仪器june.20032工作原理,。,在常规的20mA电流环标准中其通讯原理如图1所示图中因n脚为负发送电,,。流环数据因而接口电路提供了一个20mA的吸收能力是由三个非门并联组成但由,,。于在实际应用中通讯距离的远近不同通讯线的特性参数也直接影响电流环路
4、的通讯因而我们采用驱动能力大的驱动器件75452。其特性参数见表1:表175452电气特性表输出电流电压特性JI、JJJX曰一)VooIVIHliI价雨衅一101IlnaxaxaxMiMMM(V)(mA)(V)(mA)21.60.7300,,。由上表可见75452器件的吸收电流能力强可满足各种需要其输人特性符合,。TTL电平的需要可方便与TTL电平进行接口,,。在20mA电流环通讯中直接对通讯有影响的便是光祸器件光藕器件的特性参数会对环路通讯的可靠性直接产生影响。下面我们对常见的光藕器件4N25,TLP521及6N136的特性参
5、数,以供设计时参考。高速光藕(见表2)做一说明表2光藕器件电气特性表器件极限参数工作特性一次侧二次侧一次侧I厂V刃p,zV〔王I%尸姚V厂IfMaxaxMaxaxaxaxaxaxMMMMMM(mA)(V)(m(V)(n1w)A)(mw)(V)(mA)4N258031503O1001501.55O尸.fLI〕521一27O53O5O15013lO6N13625545l5810(,}1.716,,;,、在表2中一次侧指光祸中二极管特性参数1为二极管正向导通电流V为二极,;,D,;管击穿电压v为二极管正向导通压降p为二极管功耗二次侧指
6、光藕中发射结特性,,,D:。参数vcE为发射结耐压I几为发射结饱和导通电流尸为发射结功耗,,。由表2可见在电流环通讯中可根据需要选择光藕器件下面我们以TLP521为例,来讨论因TLP521的特性参数对于通讯速率不高(小于960bps)而通讯距离在2km。,,以内的场合比较适合对于高速通讯可选用6N136;对于干扰环境强的场合可选用,;,,。4N25因其一次侧工作电流l较大因而抗干扰强通讯距离也较远由光藕特性参数,。表可知驱动器件75452的特性参数可满足不同光藕器件驱动的要求下面分别以微机与微机之间、微机与单片机之间的20mA电
7、流环远距离通讯作一分析。No2.2003江虹等:20rnA电流环通讯的分析与应用2.1微机与微机之间2所:通讯原理图如图示I〔1252IC理52图2微机与微机之间远距离通讯图,,由图2可知在两台微机中各插一块20mA电流环转换板以微机中12V电源作为。L2口,,,:,R3,R;电流驱动电平信号经IC32芯片转换为微机串EIA电平电阻RR的大小可由光祸器件特性参数及通讯环路电流的的大小计算得到。又由实践可知,要使电流,。环通讯可靠环路中电流至少为10mA因长线电容电感及器件分布电容对电流影响不,,,:大可以忽略考虑到长线阻抗于是得
8、出以下近似计算公式F12一V一V“12一VV“一一)10(mA)(l)R+RR;+RI即;V;;Vc艺为通讯线路中电流大小为光藕中光电二极管正向导通压降为驱动器75452;。,I件发射结饱和导通压降R为通讯长线阻抗又考虑光藕器件的极限参数电流,。,应不能超过光藕
