隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日益完善,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換量的需求刷增。而把數(shù)據(jù)信息從一臺(tái)設(shè)備傳送到另一臺(tái)設(shè)備時(shí)交沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同設(shè)備依據(jù)其不同的數(shù)據(jù)傳輸距離、數(shù)據(jù)傳輸速率以及系統(tǒng)成本要求可以選擇不同的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。因此,在設(shè)備互連時(shí)常常會(huì)因?yàn)樵O(shè)備接口互不兼容而大大增加線路的連接成本。 Maxim公司推出的多協(xié)議收發(fā)器就是利用廉價(jià)的連接器(如DB-25)等來(lái)實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連兼容的一種新型器件,這一器件的推出為系統(tǒng)之間的互連兼容性設(shè)計(jì)提供了一種有效的解決方案。
1 接口電路
典型的多協(xié)議DCE/DTE端口如圖1所示。圖中,由MAX3170和MAX3171或MAX3173、MAX3172或MAX3174共同構(gòu)成了一個(gè)軟件可編程的多協(xié)議數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)或數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備(DCE),該終端支持V.28(RS-232)、V.11 (RS-499/V.36、EIA530、EIA530-A、X.21)及V.35通信協(xié)議。MAX3170、MAX3171/MAX3173為多協(xié)議收發(fā)器,它們內(nèi)部集成有三路發(fā)送器和三路接收器,內(nèi)置電荷泵和獨(dú)特的低壓差發(fā)送器,這些芯片可采用單電源+3.3V供電,所有發(fā)送器端口均帶有±15V故障保護(hù)。系統(tǒng)中的MAX3170用于傳輸高速時(shí)鐘、數(shù)據(jù)信號(hào)。在沒(méi)有電纜連接時(shí),MAX3170處于關(guān)斷狀態(tài),多協(xié)議發(fā)送器/接收器處于禁止模式,此時(shí)接收器輸出與發(fā)送器輸出均為高阻態(tài),耗電僅1mA。另外,MAX3170可提供失效保護(hù)功能,保證在接收器短或開(kāi)路時(shí)輸出為邏輯高電平。熱關(guān)斷保護(hù)器可在發(fā)送器出現(xiàn)過(guò)載時(shí)將其置為高阻輸出,以避免芯片損環(huán);MAX3171或MAX3173用于傳輸控制信號(hào),必要時(shí)可利用MAX3172或MAX3174可編程電纜端子為MAX3170提供適當(dāng)?shù)钠ヅ潆娮鑱?lái)抑制信號(hào)反射。圖2中的DCE/DTE引腳用來(lái)切換端口的工作模式,該引腳高時(shí)為DCE模式,此時(shí) MAX3170/MAX3171/MAX3173的D3及MAX3172/MAX3174的D4處于工作狀態(tài);當(dāng)DCE/DTE控制引腳為低電平時(shí)為 DTE模式,此時(shí),MAX3170/MAX3171/MAX3173的R1及MAX3172/MAX3174的R4處于工作狀態(tài)。另外,用戶還可通過(guò)控制 M0、M1來(lái)選擇不同的接口協(xié)議。
2 接口協(xié)議
2.1 V.11(RS-422)接口
V.11 (RS-422)接口標(biāo)準(zhǔn)作為一種多點(diǎn)、差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范已成為應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之一,這種通信接口所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速度、電纜長(zhǎng)度及可靠性是其他標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法比擬的。V.11(RS-422)接口標(biāo)準(zhǔn)的最大傳輸速率高于10MB/s,在10MB/s傳輸速率下的電纜允許長(zhǎng)度為120米,如果降低傳輸速率,其最大傳輸距離可以達(dá)到1200米。RS-422接口的電路連接如圖2所示,該電路垢發(fā)送器輸出端A、B及接地端C分別與妝收器輸入端A'、B'及接收器地C'相連接。當(dāng)負(fù)載端接100Ω(最小)電阻時(shí),發(fā)送器能夠?yàn)锳、B兩點(diǎn)之間提供±2V以上的電壓,接收器的檢測(cè)靈敏度為±200mV,接收端所允許的最大共模電壓為±7V。另外,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)當(dāng)特別注意發(fā)送器與接收器的地線連接問(wèn)題。由于電路中的發(fā)送器與接收器具有獨(dú)立的接地系統(tǒng),因此,兩個(gè)接地系統(tǒng)之間就有可能存在一定的地電位差,而不良的接地會(huì)在接收器輸入端產(chǎn)生較大的共模電壓,從而可能造成系統(tǒng)工作的失效或芯片的損壞。
如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率較高,則按照V.11標(biāo)準(zhǔn),建議在靠近接收器的電纜兩端接一個(gè)匹配電阻,以抑制信號(hào)的反射。匹配電阻的選擇與所用電纜的特性阻抗有關(guān),
一般應(yīng)選用不低于100Ω的匹配電阻。圖3給出了用MAX3172或MAX3174為MAX3170提供所需匹配電阻的電路連接線圖,圖中,S1閉合、S2開(kāi)路時(shí),可產(chǎn)生最小100Ω的差分電阻,將MAX3170的內(nèi)部開(kāi)關(guān)S3開(kāi)路是為了禁止V.28的終端匹配。
2.2 V.35接口
為提高接口電路的工作速度,V.35建議的接口部分規(guī)定了平衡雙向接口電路的電氣特性,其接口線采用了平衡絞和多線對(duì)電纜,發(fā)送器和負(fù)載阻抗必須為100Ω ±10Ω的并分阻抗和150±15Ω的共模阻抗。圖4所示是V.35接口的典型連接。V.35發(fā)送器的典型輸出電流為±11mA,負(fù)載終端提供± 550mV的輸出電壓,V.35接收器輸入差分信號(hào)檢測(cè)門(mén)限為±200mA,可抑制共模電壓達(dá)±4V。
2.3 V.38(RS-232)接口
V.28(RS-232)接口標(biāo)準(zhǔn)是目前應(yīng)用較為廣泛的DTE與DCE間的接口協(xié)議,
該接口協(xié)議適用于同步和異步串行數(shù)據(jù)通信。其信號(hào)線可提供15米以內(nèi)單端線路的單向數(shù)據(jù)傳輸,其邏輯0電平大于5V、小于15V,邏輯1電平低于-5V而高于-15V,圖5是非平衡式V.28接口電路的典型連接。V.28發(fā)送器在A'、C'、之間可提供最小±5V的輸出擺幅,V.28接收器為單端輸入模式,對(duì)C、C'之間的電位差所產(chǎn)生的共模電壓無(wú)抑制作用,接收器信號(hào)檢測(cè)門(mén)限為±3V,為了抑制電路噪聲,MAX3170還在內(nèi)部設(shè)置了0.5V的滯回電壓。在用MAX3170、MAX3171/MAX3173、MAX3172/MAX3174構(gòu)成V.28接口時(shí),MAX3172/MAX3174的內(nèi)部開(kāi)關(guān) S1、S2開(kāi)路,MAX3170內(nèi)部開(kāi)關(guān)S3閉合,以為V.28終端提供5kΩ電阻。
2.4 X.21接口
X.21 接口標(biāo)準(zhǔn)是一種較為復(fù)雜的接口標(biāo)準(zhǔn),在DCE側(cè)應(yīng)符合V.11/X.27接口協(xié)議,而在DTE側(cè)則應(yīng)符合V.11/X.27或V.10/X.26規(guī)定,即 DCE側(cè)為平衡收、發(fā)接口,DTE側(cè)為平衡發(fā)、收或非平衡發(fā)、平衡收接口。圖6為工作于X.21接口協(xié)議模式的設(shè)備的DTE至DCE接口電路,圖中, MAX3170用于產(chǎn)生時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào),MAX3171/AMX3173用于產(chǎn)生控制信號(hào),MAX3172/MAX3174用于產(chǎn)生本地環(huán)回(LL),并可為時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)提供終端匹配,以支持V.11協(xié)議,該接口電路的控制信號(hào)無(wú)需終端匹配。





