在设备之间使用电缆的任何应用中，能够诊断线路中的故障而无需对设备进行物理检查是很好的。许多Maxim的GMSL部件包括线路故障电路，用于检测接地短路、电池短路和断开的电缆。本应用笔记讨论了如何使GMSL线路故障电路适应同轴电缆供电(PoC)，并提供了防止过压和过流情况的解决方案。以MAX96705和MAX96706的SerDes对为例。当序列化器和反序列化器都有本地电源时，同轴电缆通过外部电阻R1、R2和R5偏置，如图1所示。

同轴电缆供电顾名思义，就是通过同轴电缆传输电力。它也被称为幻象电源，即当电源和数据共享同一电缆时。高速串行数据、UART/I(2)C命令和直流电源都存在于GMSL PoC应用中的同轴电缆上。

最初，GMSL部件被设计用于在无PoC的双绞线系统中检测故障。如果PoC和线路故障检测都需要，则需要备用电路才能正常运行。同轴电缆在电源设定的电压下偏置，摄像机应用通常在5V和12V之间。在这种情况下，线路故障电阻必须重新配置，并且需要PoC滤波器从高速GMSL链路注入和提取直流电源。有关新配置，请参见图2。

线路故障内部电路

在芯片内部，线路故障检测器有一个多电平比较器，用于检测可能的线路状况:对地短路、对电池短路、电缆断开、正常运行。如图3所示。表1列出了MAX96706线路故障检测输入比较器的数据手册中的电气规格。

在表1中，有四个阈值和一个定义电压。阈值表示保证线路故障状态的电压范围(见LMN_引脚)。在阈值范围之外列出的电压可能是两个相邻状态之一。例如，如果电压V(LMN_) = 0.4V，则线路故障输出可能短接地或正常工作。打开输入电压(V(IO))是当线路打开并且LMN_引脚通过45.3k欧姆电阻拉起时在LMN_处看到的电压。在图1中，45.3k欧姆是没有PoC的线路故障应用程序的R1值。图4(a)显示了线路开路时的等效电路，图4(b)是线路故障阈值的可视化表示。

对讲线路故障

对于PoC，同轴电缆通常在高于V(AVDD) = 1.8V的电压下偏置。PoC电压的常用值为5V和12V。由于线路的电压高于V(AVDD) = 1.8V，因此无法选择图1中的线路故障电阻R1, R2和R5，从而使lm_引脚偏置在V(TN)内的某个位置。无论选择什么电阻值，在正常工作情况下，LMN_上看到的电压最小值为1.8V。因此，必须使用不同的电阻分压器配置。

5 v PoC

对于5V PoC，选择图2中的R1和R2，使R1 = 49.9k欧姆， R2 = 10.2k欧姆。图5显示了该电路的简化外观。当线路在5V处适当偏置时，lm_读取0.85V，即正常阈值V(TN)的中点。如果电缆短接地，lm_看到大约0V，读取短接地。如果电缆被短接到汽车电池上，在同轴线上大约有12V。在这种情况下，lm_读取2.04V，超出了定义的阈值范围。线路故障输出显示“电缆断开”或“电池短路”。重要的是，控制器将“断开电缆”解释为“电池短路”。由于打开的电缆看起来与正常操作相同，因此在使用PoC时无法检测到它。表2总结了5V PoC的线路故障电压和输出。

12 v PoC

5V PoC的相同电阻分压器原理图用于12V PoC，但R1改变为133k欧姆。图6显示了这一点。在正常工作下，选择133k欧姆电阻使LMN_偏置在0.85V。因为12V大约等于汽车的电池电压，所以没有办法检测到电池的短路。从线路故障输出中读出的一种短接地和正常操作。12V PoC的线路故障电压和输出摘要见表3。

PoC系统中的保护

在使用PoC的GMSL应用程序中，必须注意防止损坏PoC滤波器、同轴电缆和电源。如果电缆曾经短路到地，这是一个近短的电源，这导致过流的情况。在5V PoC应用中，电池短路也应考虑在内，因为过压情况可能会损坏连接到电源轨的电路。

MAX20087是一款四电源保护器，可以在PoC应用中检测和管理过压、欠压、过流和过温情况。该装置对所有通道独立提供保护;一个通道上的故障是隔离的，不会影响其他通道的功能。如果故障只是暂时的，它会自动重新尝试为受影响的通道供电。MAX20087还通过I(2)C接口提供高级监控和诊断，并且可以与监控控制器配对，在安全关键系统中实现ASIL-D等级。有四条车道保护，非常适合四摄像头环视系统。图7显示了MAX20087在GMSL系统中的位置。

结论

在使用PoC的GMSL应用程序中，需要一个备用线路故障电路来进行正确的故障检测。该电路的设计取决于PoC电压水平，通常为5V或12V。当电缆短接到电池或短接到地时，需要增加保护电路，以防止损坏与电源导轨相连的部件。当一起使用时，MAX96705和MAX96706在同一根电缆上提供强大的高速SerDes和PoC。此外，MAX20087可用于防止四个PoC GMSL链路上的过流和过压情况。