- 型号
- MAX13487E
- 厂家
- 美信
- 封装
- SO8
- 种类
- 芯片  -  RS485芯片
- 简介
- MAX13487E是+5V、半双工、具有±15kVESD保护的RS-485/RS-422收发器,包含一路驱动器和一路接收器。具有热插拔功能,可以消除上电或热插入时总线上的故障瞬态信号。
- MAX13487E具有Maxim专有的AutoDirection控制功能,这种结构使其能够理想用于多种场合,比如:隔离RS-485端口,这种情况下,驱动器输入与驱动器使能信号相配合,共同驱动差分总线。
- MAX13487E提供限摆率驱动器,能够降低EMI和不恰当的电缆端接所引起的反射,实现速率高达500kbps的无误码数据传输。
- MAX13487E接收器输入阻抗为1/4单位负载,允许多达128个收发器挂接在总线上。所有驱动器输出提供±15kV人体模式ESD保护。采用8引脚SO封装,工作于-40°C至+85°C扩展级温度范围。
特点
- +5V工作电压
- AutoDirection控制在传输过程中可自动使能驱动器,实现自动收发方向控制
- 具有热插拔控制
- 增强摆率限制有助于实现无误码数据传输
- RS-485 I/O引脚提供增强型±15kV人体模式ESD保护
- 具有1/4单位负载,多达128个收发器可挂接在同一总线
详细描述
最大绝对参数
参数 | 最大参数值 或 范围 |
供电电压 Vcc | +6V |
/SHDN, /RE, DI 引脚输入电压 | -0.3V to +6V |
A,B 引脚输入电压 | -8V to +13V |
短路持续时间 (RO, A, B)到GND | 可持续 |
工作温度范围 | -40°C to +85°C |
结温 | +150°C |
存储温度范围 | -65°C to +150°C |
引脚温度(焊接10s) | +300°C |
功能框图
引脚说明
引脚 | 名称 | 功能 |
1 | RO | 接收器输出,接收器使能时,若V(A) - V(B) > +200mV,RO输出高电平;若V(A) - V(B) < -200mV,RO输出低电平。 |
2 | /RE | 接收器输出使能,/RE接低电平时RO输出有效;/RE接高电平时,AutoDirection电路控制接收器状态。 |
3 | /SHDN | 关断控制,/SHDN置为高电平时,器件正常工作。/SHDN置为低电平时,器件进入关断模式。 |
4 | DI | 驱动器输入,DI为低电平时强制同相输出为低电平,反相输出为高电平;DI为高电平时强制同相输出为高电平,反相输出为低电平。DI是内部状态机制的一个输入,可自动使能或禁止驱动器。 |
5 | GND | 地 |
6 | A | 接收器同相输入和驱动器同相输出。 |
7 | B | 接收器反相输入和驱动器反相输出。 |
8 | Vcc | 正电源,Vcc = +5V ±5%,采用一只0.1µF电容旁路Vcc至GND。 |
功能表
发送 | |||||
输入 | 输出 | ||||
/SHDN | DI | A-B > VDT | ACTION | A | B |
1 | 0 | X | Turn driver ON | 0 | 1 |
1 | 1 | False | If driver was OFF, keep it OFF | HIGH IMPEDANCE | HIGH IMPEDANCE |
1 | 1 | False | If driver was ON, keep it ON | 1 | 0 |
1 | 1 | True | Turn driver OFF | HIGH IMPEDANCE | HIGH IMPEDANCE |
0 | X | X | X | SHUTDOWN |
接受 | |||||
输入 | 输出 | ||||
/SHDN | /RE | A - B | DRIVER STATE | RECEIVER STATE | RO |
1 | 0 | ≥+200mV | X | ON | 1 |
1 | 0 | ≤-200mV | X | ON | 0 |
1 | 1 | X | ON | OFF | HIGH IMPEDANCE |
1 | 1 | >+200mV | OFF | ON | 1 |
1 | 1 | ≤-200mV | OFF | ON | 0 |
0 | X | X | X | X | SHUTDOWN |
X = 无关; VDT = Driver Disable Threshold, 0.6~1V; 关断模式下,驱动器和接收器输出均为高阻态。
功能说明
AutoDirection电路
MAX13487E的内部电路配合外部A端上拉电阻和B端下拉电阻(见 典型应用电路),自动禁止或使能驱动器和接收器,以保证总线处于正确状态。AutoDirection电路由状态机制和额外的接收比较器组成,决定当前驱动总线的是器件本身还是网络上的其它节点。
内部状态机制有两个输入:
- DI
- A-B的当前状态(由专用的差分比较器决定)
状态机制有两个输出:
- DRIVER_ENABLE — 用于使能或禁止驱动器内部信号
- RECEIVER_ENABLE — 内部信号,与DRIVER_ENABLE反相但可由外部引脚屏蔽掉
DI为低电平时,器件将总线驱动至低电平;DI为高电平时,器件在短时间内将总线驱动至高电平,随后关断驱动器并由外部上拉/下拉电阻保持总线为高电平(A-B >200mV)。每当DI从低电平跳变至高电平时,驱动器保持使能状态,直到(A-B) > VDT 为止;随后关闭驱动器,由上拉/下拉电阻保持A、B总线处于正确状态。
热插拔功能
热插拔输入
把电路板插入带电或正在工作的背板时,数据总线的差分干扰可能导致数据错误。电路板插入背板时,数据通信处理器启动一次自身上电过程。在此过程中,处理器的逻辑输出驱动器为高阻态,不能将器件的DI和 /RE输入驱动到规定的逻辑电平。处理器的逻辑驱动器在高阻态时可能会有高达±10µA的漏电流,这会引起收发器的标准CMOS使能输入偏移到不正确的逻辑电平。此外,电路板寄生电容还会将Vcc或GND电平耦合到使能输入端。如果不具备热插拔控制能力,上述因素会错误地使能收发器的驱动器。
为解决上述问题,上电过程中打开两个不同的上拉开关(强上拉和弱上拉)。在Vcc上升过程中,内部上电控制信号使能强上拉电路。该电路驱动DI和 /RE为高电平并保持15µs,上拉电流为1mA。15µs之后,强上拉电路关闭,弱上拉(100µA)保持有效,避免该引脚出现漏电流。微控制器强制这些引脚为低电平时,第二级上拉(弱上拉)关闭。因此,在正常工作模式下(第一次启动之后),这些引脚可看作高阻态引脚(CMOS输入),无任何上拉电路。
AutoDirection状态机制初始化后,强制驱动器关闭。AutoDirection模式下,接收器使能。
热插拔输入电路
使能输入端具备热插拔功能,输入端有两个pMOS器件:M1和 M2 (图1)。当V CC 由零开始上升时,内部15µs定时器打开M2,SR锁存器置位,锁存器又同时打开M1。晶体管M2 (1.5mA电流源)和M1 (500µA电流源),通过一个5kΩ电阻将RE上拉至V CC 。为防止高达100pF的外部寄生电容将RE驱动至高电平,M2设计用于将RE拉至关闭状态。15µs之后,定时器关闭M2,M1继续导通,以保持DI为高电平,以防止三态漏电流将RE驱动至低电平。直到外部驱动器能够提供所需的输入电流后才关闭M1。此时,SR锁存器复位,M1关闭。M1关闭时,RE恢复到标准的高阻CMOS输入。只要V CC 降至1V以下,就会复位热插拔输入电路。DI具有类似的热插拔功能。
图1. 接收器使能引脚(/RE)简化结构
± 15kV ESD保护
MAX13487E的驱动器输出与接收器输入具有额外的静电保护能力。Maxim的工程师们已开发出目前技术水平最高的电路结构,为这些引脚提供保护,使其能够承受±15kV的ESD冲击。ESD保护结构在所有状态下都可承受高ESD冲击,包括标准工作模式、关断和断电模式。受到ESD冲击后,MAX13487E能够继续工作而不会闭锁或损坏。
ESD保护可以采用不同方法进行测试,MAX13487E的发送器输出与接收器输入在以下条件下进行了测试:
- ±15kV,人体模式
- ±15kV,IEC 61000-4-2气隙放电模式(仅MAX13487E)
应用信息
总线上挂接128个收发器
标准RS-485接收器的输入阻抗为12kΩ (1个单位负载),标准驱动器可最多驱动32个单位负载。MAX13487E收发器的接收器具有1/4单位负载的输入阻抗(48kΩ),允许最多128个收发器挂接在同一总线。这些器件可任意组合,或者与其它RS-485收发器组合使用,只要总负载不超过32个单位负载即可挂接在同一总线。
降低EMI和反射
MAX13487E的限摆率驱动器可以降低EMI,并降低由于不恰当的终端匹配电缆所引起的反射,实现最大500kbps的无误码数据传输。
低功耗关断模式
/SHDN置为低电平时,进入低功耗关断模式。关断模式下,器件仅消耗最大值为10µA的电源电流。
如果/SHDN为低电平的持续时间小于50ns,可以确保器件不会进入关断模式。如果输入端维持这种状态700ns以上,则确保这些器件进入关断模式。
使能时间tZH与tZL假定器件并未处于低功耗关断状态,使能时间 tZH(SHDN) 与 tZL(SHDN) 假定器件处于关断状态,驱动器和接收器从低功耗关断状态过渡到有效状态所需要的时间(tZH(SHDN) 、tZL(SHDN)),要比从禁止状态过渡到有效状态所需要的时间(tZH 、tZL)长。
传输距离
RS-485/RS-422标准规定最大4000英尺的传输距离。
典型应用电路
同系列介绍
MAX13488E
从数据手册中可以看出,MAX13487E与MAX13488E是美信一起推出的一对型号。
它与MAX13487E最为相近,区别只有2点:
- 没有摆率限制,
- 最大传输可达16Mbps,
而MAX13487E有摆率限制,能降低EMI和降低电缆端接的反射,更高的稳定性;最高速率为500kps.
MAX13485E 和 MAX13486E
MAX13485E和MAX13486E是另外一对,但这一对相较MAX13487E那一对,缺少了AutoDirection自动收发换向功能。
MAX13485E是有摆率限制的版本,MAX13486E没有摆率限制。
资料下载
- 芯片官网页面
- https://www.maximintegrated.com/cn/products/interface/transceivers/MAX13487E.html
- 中文数据手册(2009年更新)
- https://datasheets.maximintegrated.com/cn/ds/MAX13487E-MAX13488E_cn.pdf
- 英文数据手册(2015年更新)
- https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX13487E-MAX13488E.pdf
- 产品可靠性报告
- https://www.maximintegrated.com/cn/reliability/product/MAX13487E.pdf
- 官方评估板页面
- https://www.maximintegrated.com/cn/products/interface/transceivers/MAX13487EEVKIT.html
- 官方评估板的数据手册
- https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX13487EEVKIT.pdf