ALLGEMEINE BESCHREIBUNG

Die ADM1490E/ADM1491E sind RS-485/RS-422-Transceiver mit ±8 kV ESD-Schutz und eignen sich für Hochgeschwindigkeits-Vollduplex-Kommunikation auf Mehrpunkt-Übertragungsleitungen. Insbesondere sind die ADM1490E/ADM1491E für den Einsatz in Motorsteuerungsanwendungen konzipiert, die eine Kommunikation mit Datenraten von bis zu 16 Mbps erfordern.

Der ADM1490E/ADM1491E ist für symmetrische Übertragungsleitungen ausgelegt und entspricht der TIA/EIA-485-A-98. Die Geräte haben jeweils eine 12 kΩ-Empfänger-Eingangsimpedanz für den RS-485-Betrieb mit Einheitslast und ermöglichen bis zu 32 Knoten am Bus.

Die differenziellen Senderausgänge und Empfängereingänge verfügen über eine Schaltung zur elektrostatischen Entladung, die einen Schutz bis ±8 kV unter Verwendung des Human Body Model (HBM) bietet.

Der ADM1490E/ADM1491E wird mit einer einzigen 5-V-Spannungsversorgung betrieben. Eine übermäßige Verlustleistung, die durch Buskonflikte oder Kurzschlüsse am Ausgang verursacht wird, wird durch Kurzschlussschutz und thermische Schaltungen verhindert. Kurzschlussschutzschaltungen begrenzen den maximalen Ausgangsstrom auf ±250 mA unter Fehlerbedingungen. Eine thermische Abschaltschaltung erkennt, wenn die Chiptemperatur über 150°C ansteigt und zwingt die Treiberausgänge unter dieser Bedingung in einen hochohmigen Zustand.

Der Empfänger des ADM1490E/ADM1491E enthält eine Fail-Safe-Funktion, die zu einem logisch hohen Ausgangszustand führt, wenn die Eingänge nicht angeschlossen sind (floating).

Der ADM1490E/ADM1491E zeichnet sich durch extrem schnelle und eng aufeinander abgestimmte Schaltzeiten aus. Minimale Ausbreitungsverzögerungen der Treiber ermöglichen eine Übertragung mit Datenraten von bis zu 16 Mbit/s, und die geringe Verspannung minimiert EMI-Interferenzen.

Der ADM1490E/ADM1491E ist vollständig über den kommerziellen und industriellen Temperaturbereich spezifiziert. Der ADM1491E ist außerdem in zwei Gehäusen erhältlich: einem schmalen, 14-poligen SOIC und einem 10-poligen MSOP.

 

ARBEITSTHEORIE

Die ADM1490E/ADM1491E sind RS-422/RS-485-Transceiver, die mit einer einzigen 5 V ± 5%-Stromversorgung arbeiten. Der ADM1490E/ADM1491E ist für die symmetrische Datenübertragung vorgesehen und entspricht sowohl der TIA/EIA-485-A als auch der TIA/EIA-422-B. Jeder Baustein enthält einen differenziellen Leitungstreiber und einen differenziellen Leitungsempfänger und ist für die Vollduplex-Datenübertragung geeignet.

Die Eingangsimpedanz des ADM1490E/ADM1491E beträgt 12 kΩ, so dass bis zu 32 Transceiver am differentiellen Bus betrieben werden können. Ein thermischer Shutdown-Schaltkreis verhindert eine übermäßige Verlustleistung, die durch Buskonflikte oder einen Kurzschluss am Ausgang verursacht wird. Diese Funktion zwingt den Treiberausgang in einen hochohmigen Zustand, wenn unter Fehlerbedingungen ein signifikanter Temperaturanstieg in der internen Treiberschaltung festgestellt wird.

Der Empfänger enthält eine Fail-Safe-Funktion, die zu einem logisch hohen Ausgangszustand führt, wenn die Eingänge nicht angeschlossen sind (floating).

Der ADM1490E/ADM1491E zeichnet sich durch eine sehr geringe Ausbreitungsverzögerung aus, die den Betrieb mit maximaler Baudrate gewährleistet. Der symmetrische Treiber sorgt für eine verzerrungsfreie Übertragung. Eine weitere wichtige Spezifikation ist ein Maß für den Skew zwischen den komplementären Ausgängen. Ein übermäßiger Versatz beeinträchtigt die Rauschimmunität des Systems und erhöht die elektromagnetische Interferenz (EMI).

 

ESD-TRANSIENTENSCHUTZ-SCHEMA

Die ADM1490E/ADM1491E verwenden schützende Klemmstrukturen an ihren Ein- und Ausgängen, um die Spannung auf ein sicheres Niveau zu klemmen und die bei ESD (Elektrostatik) vorhandene Energie abzuleiten. Die Schutzstruktur erreicht einen ESD-Schutz von bis zu ±8 kV (Human Body Model, HBM).

 

ESD-Tests

Für ESD-Tests werden zwei Kopplungsmethoden verwendet: Kontaktentladung und Luftspaltentladung. Die Kontaktentladung erfordert eine direkte Verbindung mit dem zu prüfenden Gerät. Die Luftspaltentladung verwendet eine höhere Prüfspannung, stellt aber keinen direkten Kontakt mit dem zu prüfenden Gerät her. Bei der Luftentladung wird die Entladungspistole auf das zu prüfende Gerät zubewegt, wodurch ein Lichtbogen über den Luftspalt entsteht; daher der Begriff Luftentladung. Diese Methode wird von der Luftfeuchtigkeit, der Temperatur, dem Luftdruck, der Entfernung und der Schließgeschwindigkeit der Entladungspistole beeinflusst. Die Kontaktentladungsmethode ist zwar weniger realistisch, dafür aber wiederholbarer und wird zunehmend akzeptiert und gegenüber der Luftspaltmethode bevorzugt.

Obwohl ein ESD-Impuls nur sehr wenig Energie enthält, kann die extrem schnelle Anstiegszeit in Verbindung mit hohen Spannungen zu Ausfällen bei ungeschützten Halbleitern führen. Eine katastrophale Zerstörung kann sofort durch Lichtbogenbildung oder Erhitzung eintreten. Selbst wenn es nicht sofort zu einem katastrophalen Ausfall kommt, kann das Gerät unter einer parametrischen Verschlechterung leiden, die zu einer verminderten Leistung führt, und die kumulativen Auswirkungen einer kontinuierlichen Belastung können schließlich zu einem vollständigen Ausfall führen.