摘要: 本应用笔记介绍了T1收发器的基本网络接口设计标准。讨论了5V和3.3V器件的发射和接收电路。
图1所示 通用网络接口电路
图1说明了T1收发器芯片接口电路的一般形式。并非所有组件在所有应用程序中都是必需的。这个电路用来说明如何在变压器周围分配电阻。应用说明324更详细地讨论过电压保护。
发射机输出驱动器对入站浪涌具有低阻抗,并且必须能够在发射变压器的初级电路中驱动足够的电流,以便在网络接口产生所需的输出脉冲。接收器输入对入站浪涌有很高的阻抗,需要很小的输入电流才能工作。由于这些原因,发射器和接收器引脚需要不同的保护技术。
接收机输入被设计为在以下条件下恢复信号:
1:1的变压器
0欧姆串联电阻
负载电阻与电缆阻抗匹配
5.0伏变送器输出驱动器设计用于将脉冲放入模板中,在以下条件下测量:
1:1.15升压变压器
0欧姆串联电阻
指定的负载。T1 100欧姆
3.3伏变送器输出驱动器设计用于将脉冲放入模板中,在以下条件下测量:
1:2升压变压器
0欧姆串联电阻
指定的负载。T1 100欧姆
接收电路是最直接的。通常使用1:1变压器连接接收器输入。接收电路中首要考虑的是传输线的准确端接。T1在100欧姆平衡双绞线上传输。端接所涉及的元件是R(3)、R(4)和两个R(L)电阻。增加R(3)和R(4)作为保护网的一部分。随着这些电阻值的增大,R(L)电阻值减小。这就变成了一个分压器。如果R(3)和R(4)太大,则信号被分频,接收机可能无法恢复弱信号。由于接收器输入的输入阻抗相对较高,两个R(P)电阻不会显著影响终端。下式描述了终止:
Z(term) = r (3) + r (4) + 2r (l)/ n²
代入Z(TERM) = 100欧姆, N = 1
100欧姆 = r (3) + r (4) + 2r (1)
电容C(1)与电阻R(1)形成高频截止滤波器,以提高抗噪能力。
发射机输出设计为在具有上述电路元件和条件的网络接口处产生正确的脉冲幅度。电阻R(1), R(2)和Rt可以添加到5.0伏设计中用于电路保护。但是,由于在发射电路中增加了串联电阻,必须选择匝比较大的发射变压器来补偿由于增加的电阻而产生的衰减。3.3伏设计不能承受串联电阻。因此,发射机电路保护是用肖特基二极管代替串联电阻来完成的。肖特基二极管也可用于5.0伏电路。
标称的0dB T1脉冲在100欧姆负载上为3伏。使用串联电阻= 0欧姆的1:1.15变压器,发射机将不得不在设备的输出引脚产生3/1.15 = 2.6伏脉冲,并将驱动30mA × 1.15 = 34mA进入变压器的初级绕组。增加一些串联电阻,并使用1:1.36变压器来保护设备免受浪涌的影响。次级回路中的电流和100欧姆负载保持不变,为30mA。1:1.36的初级电流脉冲必须为30mA × 1.36 = 40mA。发射机的输出电压脉冲仍然是2.6伏,因此发射机看到的阻抗现在必须是65欧姆,发射机看到的净阻抗是这样描述的:
R(l) = 100/ n²+ R(1)/ n²+ R(2)/ n²+ R(t) + R(t)
代入N = 1.36, R(L) = 65欧姆
65欧姆= 100欧姆/ 1.36²+ R²+ R(1) / 1.36(2) / 1.36²+ R (T) + R (T)
化简,得到这个表达式
10.9欧姆 = r(1)/1.36²+ r(2)/1.36²+ r (t) + r (t)
代入R(1), R(2) = 0, R(T) = 5.5欧姆。4.7欧姆是标准值。
或者代入R(T) = 0欧姆, R(1)和R(2)各等于10.1欧姆。
R(1)和R(2)可组合成单个元件,提供串联限流保护变压器。在TIP和RING电路中,变压器设备侧的电阻必须等分,以使线路平衡。
从3.3伏电源运行的设备需要一个1:2升压变压器,以在变压器二次上产生足够的电压脉冲。在100欧姆负载上需要相同的3伏脉冲。为了在变压器次级和100欧姆负载中产生30mA电流,需要从变送器输出驱动器产生30mA × 2 = 60mA的电流脉冲。在这个网络中增加串联电阻需要大于1:2的匝数比,因此从发射机产生更大的电流。因此,建议3.3伏网络设计为串联电阻0欧姆,并使用其他元件进行过压保护。具体来说,肖特基二极管放置在连接TTIP和TRING的桥式配置中。肖特基二极管比发射输出驱动器中的硅二极管开启得更快,因此能量从CMOS器件中传导出去。参见应用说明324,“T1/E1网络接口设计”。
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