用于電力線通信的帶OOK調制的RS-485收發器如何簡化總線設計并降低成本？
發布時間：2020-6-19 11:13
發布者：eechina
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作者：Kankan Wang，德州儀器收發器接口產品線產品營銷工程師 當我撰寫這篇文章的時候，德州正值炎熱的夏天，氣溫高達95華氏度（32攝氏度）。但因為空調的緣故，我感到非常舒適。有時候，這就像一個現代奇跡，只要輕輕一按恒溫控制器上的按鈕，整個房間就會在不知不覺間迅速變得氣候宜人。與此同時，空調外機卻自始至終都在工作，然而它離控制器很遠，在屋內完全聽不到機器運行的聲音。這種可靠的遠距離連接就如同魔法一般看起來很神奇，尤其是當氣溫達到一天中最高時。這種“神奇的魔法”主要得益于一種相對常見的通信標準RS-485。 RS-485是一種差分信號標準，除了住宅環境之外，其在商用暖風空調（HVAC）系統、工廠自動化、電網基礎設施、電器和電機驅動工業設計中也很常見。這些應用有時需要在同一根電纜上的主節點和遠程節點之間遠距離傳輸RS-485信號和電源。傳統的RS-485系統至少使用四根電線同時傳輸信號和電源：兩根電線用于差分RS-485信號，兩根電線用于電源和接地。這些長電纜的重量和成本會增加系統復雜性和安裝成本。由于使用多根電線，如果連接不正確，也有導致系統故障的風險，這進一步增加了系統的復雜性。 幸運的是，在設計RS-485接口時，四線解決方案不再是唯一的選擇。帶有開關鍵控（OOK）調制功能的RS-485收發器（如THVD8000）可實現電力線通信，最終將電線數量從4根減少到2根，同時提高了系統性能并降低了總成本。THVD8000通過集成調制和解調電路以及總線I/O保護，通過IEC ESD 61000-4-2接觸放電和IEC 61000-4-4快速瞬態突發測試，實現了這些優勢。 通過集成調制和解調電路，THVD8000可增加正在傳輸的基帶數據的頻率含量。這樣就可以更容易地實現直流和交流耦合以及與標準通用異步接收器-發射器（通常用于RS-485）的系統側接口，無需任何特殊編碼，這在低數據速率應用中非常有用。通過對RS-485信號進行調制，如圖1所示，這些器件使系統能夠通過電力線傳輸調制信號，因此只需要一對導線。通過選擇寬載波頻率范圍，通信距離可以實現1km甚至更長。這種升級的方法對直流電和交流電都很有效，無需在微控制器中進行特殊編碼。 
圖1：使用THVD8000通過電力線進行RS-485通信 OOK調制可以對載波頻率的低電平輸入信號進行調制，如圖2所示。
圖2：OOK調制 由于信號由振幅檢測，所以OOK調制工作在不分極性模式下工作，如圖3所示。交換RS-485的A和B輸入/輸出（I/O）端口不會影響通信，且不分極性模式不需要手動或軟件設置。此功能大大簡化了安裝過程，并消除了錯誤連接A和B輸入/輸出口連接錯誤而影響系統性能的風險。
圖3：THVD8000不分極性模式 下次當您享受空調所帶來的舒適時，記住您的RS-485收發器正在努力工作，它通過向控制單元發送命令來讓您保持涼爽。有了像THVD8000這樣的雙線制解決方案，這些通信就可以進一步簡化，并且降低系統成本。 |
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