Mạch nhận RS-232 được ghép nối với Opto

Tôi đang xem xét việc thực hiện một mạch nhận quang khớp nối RS-232/422 chi phí thấp. Mục đích là bảo vệ đột biến và dung sai cho các độ lệch DC.

Thách thức là các đầu vào phải hoàn toàn nổi và hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng, từ -40 ° C đến 85 ° C. Tốc độ lên tới 4800 baud. Logic đầu vào null 1.6V - 25V.

Tôi đã xem xét đơn giản là xâu chuỗi 5kOhm với đầu vào diode nhưng dòng chuyển tiếp kết quả là quá nhỏ để tạo ra một khẩu phần chuyển dòng hữu ích với các bộ ghép quang không đắt tiền. (Đặc biệt là ở nhiệt độ cao.)

Làm thế nào để giải pháp này nhìn vào tất cả mọi người? Tôi đang nhìn cái gì đó?

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Sự hiểu biết của tôi là điều này sẽ cắt giảm đột ngột tại (Vin1-Vin2) = Vf của bộ ghép quang với thời gian tăng và giảm khoảng 10 gợi cảm và khá chịu được sự suy giảm CTS và điện áp tăng ở phía Vin. - Thê nay đung không?

Có khả năng đó là một vấn đề, trở kháng đầu vào là 10kOhm ở điện áp đầu vào cao hơn là 5kOhm tiêu chuẩn?

Chỉnh sửa 1

^{mô phỏng mạch này}

Tốc độ 4800 baud có lẽ không thể đạt được với mạch này - Tf thường là 100usec và Toff đang tiến tới 200usec.

Có lẽ nếu bạn chấm dứt nó thành một điện trở vài trăm ohms và sử dụng một bộ so sánh ..

Bất kể cân nhắc về tốc độ, mạch sẽ không hoạt động cho RS422. Các mức đầu vào RS422 có thể nhỏ tới +/- 200 mV và điều này thậm chí sẽ không làm hỏng bộ ghép quang của bạn.

Đối với RS232, phạm vi điện áp đầu vào tối thiểu cho phép là +/- 3V. Ở mức 3 volt, giả sử Vf của bộ ghép quang là 1,2 volt thì dòng diode sẽ là 120 uA. Điều này nằm ngoài bất kỳ phép ngoại suy hợp lý nào của bảng dữ liệu, nhưng mức hiện tại thấp như vậy sẽ gần như chắc chắn gây ra hoạt động rất chậm. Điều này thể hiện hoạt động trong trường hợp xấu nhất, ở -55 C. Ở nhiệt độ cao hơn, Vf giảm và dòng điện đầu vào tăng lên, nhưng đường cong 25C điển hình cho Vf là 1 volt, với dòng điện 200 uA, không phải là một trò chơi -chuyển đổi cải tiến.

Ở các dòng điện thấp này, TLB rất thấp, trong phạm vi 10% trường hợp xấu nhất, mặc dù như tôi nói đây là phép ngoại suy ngoài bảng xếp hạng.

Nếu bạn muốn thử làm cho điều này hoạt động, điều đầu tiên cần làm là loại bỏ R2 và thay thế D1 bằng một diode tín hiệu đơn giản như 1N4148. Sự giảm về phía trước của photodiode kẹp điện áp đầu vào với điện áp thấp hơn nhiều so với mức zener. Ngay cả đầu vào 25 volt sẽ chỉ rút ra 5 mA, ít hơn 1/10 so với những gì bộ ghép quang có thể xử lý một cách vui vẻ, và khoảng 0,5% giới hạn xung 1 usec. Làm điều này sẽ giúp dòng đầu vào trong trường hợp xấu nhất của bạn lên tới khoảng 360 uA và nó vẫn không đạt được tốc độ bạn muốn. Lưu ý rằng đường cong thời gian trong câu trả lời của Spehro đang hoạt động ở mức 10 mA, do đó, bất cứ điều gì bạn làm với các cấp độ mà mạch của bạn sẽ hoạt động sẽ chậm hơn rất nhiều.

Tôi đề nghị bạn xem xét một cấu hình cascode. Do thiếu thông số kỹ thuật của bóng bán dẫn trong bảng dữ liệu, tôi thậm chí không thể cố gắng đề xuất các giá trị mạch hoặc thời gian đáp ứng ước tính.

Bạn đang làm điều này quá phức tạp. Các mức logic RS-232 thích hợp là từ dưới -5 V đối với không gian đến trên 5 V đối với nhãn hiệu. Vì mức không tải là không gian, bạn muốn phát hiện trạng thái đánh dấu bằng cách bật bộ cách ly quang.

Tốc độ truyền tối đa của bạn là 4800, do đó, 208 Carnival mỗi bit. Điều này cho phép sử dụng các bộ ghép quang tương đối "chậm", lên tới khoảng 20 Lít, có thể chấp nhận được ở 1/10 thời gian bit. Ưu điểm của bộ ghép quang chậm là chúng thường có sẵn với tỷ lệ truyền hiện tại (TLB) cao. FOD817D giá rẻ và có sẵn xuất hiện trong tâm trí, có TLB được bảo đảm tối thiểu là 3 và độ trễ tối đa là 18 khúc.

Giả sử bạn muốn đầu ra của opto thực hiện ít nhất 1 mA khi bật. Điều đó có nghĩa là bạn phải cung cấp ít nhất 350 đầu vào. Điện áp đầu vào tối đa của FOD817 là 1,4 V. Điều đó để lại 3,6 V trên một điện trở với 5 V trên dòng RS-232. (3,6 V) / (350 BìnhA) = 10,3 kΩ. Do đó, một điện trở 10 kΩ 1% nên hoạt động.

Bây giờ bạn có một công tắc tắt khi dòng RS-232 không hoạt động (ở trạng thái "không gian") và có thể hỗ trợ tối đa 1 mA khi ở trạng thái "đánh dấu". Vì các tín hiệu nối tiếp mức logic như vậy thường cao khi không hoạt động, tất cả những gì bạn cần là một điện trở pullup nối tiếp với công tắc này. Vì dường như bạn đang sử dụng logic 5 V, điện trở bạn cần là (5 V) / (1 mA) = 5 kΩ. Giá trị tiêu chuẩn 5,1 kΩ nên làm tốt.

Vì vậy, đây là mạch cuối cùng:

Bạn có thể thoát khỏi điều gì đó đơn giản do yêu cầu tốc độ truyền thấp. Mạch này sẽ không hoạt động ở tốc độ baud cao hơn nhiều.