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      adm2795e是一款5 kv rms信號隔離rs-485收發器，其集成adi公司的icoupler®技術，將rs-485收發器和國際電工委員會(iec)電磁兼容性(emc)保護集成于單封裝中。adm2795e適用于惡劣工業環境中面臨著多種威脅的rs-485通信接口，這些威脅可能干擾通信或導致永久性損壞。工業自動化可編程邏輯控制器(plc)通信端口通常使用rs-485接口，這些端口可能經受較大的共模噪聲、接地電位差、接線錯誤和高壓瞬變，如靜電放電(esd)、電快速瞬變(eft)和雷電浪涌。工業自動化的系統級iec標準(如iec 61131-2)規定了多種iec esd、eft和浪涌保護級別以及對輻射、傳導和磁場干擾的抗擾度。

      adm2795e可提供完整的系統級解決方案，該方案符合iec 61000浪涌、eft和esd標準以及對傳導、輻射和磁場干擾的抗擾度，這些干擾在工業環境中很常見。隔離魯棒性和emc保護的集成大幅節省了印刷電路板(pcb)空間，以供通信端口接口使用。adm2795e還集成了全面的±42 v高壓故障保護。http://weiyoudu.51dzw.com

              

      對于數據通信線路，這些系統級標準將規定以下三種類型的高壓瞬變的多個保護級別：

      所有這些規范都定義了測試方法，用以評估電子和電氣設備對指定現象的耐受性。下面概要說明各種測試。已根據這些iec emc規范全面測試了adm2795e，并認證其符合iec emc。

      esd是指靜電荷在不同電位的實體之間的突然傳輸，由靠近接觸或電場感應引起。其特征是在短時間內產生高電流。iec 61000-4-2測試的主要目的是確定系統在工作過程中對系統外部esd事件的抗擾度。iec 61000-4-2介紹了使用兩種耦合方法的測試，即接觸放電和氣隙放電。接觸放電要求放電槍與受測單元直接接觸。在氣隙放電測試期間，放電槍的充電電極朝向受測單元移動，直到氣隙上發生電弧放電。放電槍不與受測單元直接接觸。氣隙測試的結果和可重復性會受到多種因素的影響，包括濕度、溫度、氣壓、距離和放電槍逼近受測單元的速率。氣隙放電測試方法能夠更好地反映實際esd事件，但可重復性不及接觸放電測試。因此，接觸放電是首選測試方法。

      測試期間，數據端口須經受至少10次正極放電和10次負極放電，脈沖之間間隔最短為1秒。測試電壓的選擇取決于系統端環境。

      執行測試時，iec esd槍連接至本地總線gnd2。針對gnd2測試時，adm2795e對iec 61000-4-2事件具有魯棒性，通過了標準中認可的最高級別(4級)，其定義的接觸放電電壓和氣隙放電電壓分別為±8 kv和±15 kv。

      同樣，執行測試時，iec esd槍連接至邏輯側gnd1。針對gnd1的測試驗證了adm2795e隔離柵的魯棒性。隔離柵可承受的iec 61000-4-2 esd為±9 kv的接觸放電電壓和±8 kv的氣隙放電電壓。測試在收發器正常工作時執行，adm2795e時鐘數據為2.5 mbps。表1和表4總結了經認證的測試結果。http://weiyoudu.51dzw.com

      iec 61000-4-2標準中的8 kv接觸放電電流波形與人體模型(hbm) esd 8 kv波形的對比。從圖4中可以看出，兩個標準規定的波形形狀和峰值電流差異很大。與iec 61000-4-2 8 kv脈沖關聯的峰值電流為30 a，相應的hbm esd峰值電流要小5倍多，為5.33a。另一差異為初始電壓尖峰的上升時間，對于iec 61000-4-2 esd，上升時間為1 ns，相較于與hbm esd波形關聯的10 ns時間要快得多。與iec esd波形關聯的功率值顯著大于hbm esd波形的相應值。與規定了多個hbm esd保護級別的其他rs-485收發器相比，具有iec 61000-4-2 esd額定值的adm2795e更適用于在惡劣環境中工作。

      eft測試要求將數個極端快速的瞬變脈沖耦合到信號線上，以代表容性耦合到通信端口的外部開關電路的瞬態干擾，這種干擾可能包括繼電器和開關觸點抖動，以及切換感性或容性負載引起的瞬變，所有這些在工業環境中非常常見。ec 61000-4-4中定義的eft測試嘗試模擬因為這些類型的事件產生的干擾。

      eft 50 Ω負載波形。eft波形用具有50 Ω輸出阻抗的發生器在50 Ω阻抗上產生的電壓來描述。輸出波形包括一個持續時間為15 ms的5 khz高電壓瞬變脈沖群，其重復間隔為300 ms。另外也可以產生持續時間為750 µs 的100 khz高頻脈沖群執行eft測試。每個脈沖具有5 ns的上升時間和50 ns的持續時間，在波形的上升和下降沿的50%點之間測量。單個eft脈沖的總能量與esd脈沖相似。http://weiyoudu.51dzw.com

      測試期間，這些eft快速突發瞬變通過容性箝位器耦合到通信線路，如圖6所示。eft通過箝位器容性耦合到通信線路，而不是直接接觸。該箝位器同樣降低了eft發生器的低輸出阻抗所引起的負載。箝位器和電纜之間的耦合電容取決于電纜直徑、屏蔽和絕緣。eft箝位器邊緣放置在距受測設備(eut) eval-adm2795eebz評估板50 cm的位置。eft發生器設置為輸出5 khz或100 khz重復eft突波。在5 khz和100 khz測試設置下測試eval-adm2795eebz。

      eft箝位器連接至gnd2時，eval-adm2795eebz對iec 61000-4-4 eft瞬變具有魯棒性，保護級別達到了標準中認可的最高級別(4級)，其定義的電壓級別為±2 kv。iec 61000-4-4箝位器連接至gnd1時，eval-adm2795eebz對iec 61000-4-4 eft瞬變具有魯棒性，承受的電壓可達±2 kv。測試在收發器正常工作時執行，eval-adm2795eebz時鐘數據為2.5 mbps。無論是否將rs-485電纜屏蔽設置為連接至gnd2，表2中所示的結果均有效。eval-adm2795eebz可承受高達±2 kv的iec 61000-4-4 eft而不損壞。表2和表4總結了經認證的測試結果。

      浪涌瞬變由開關或雷電瞬變產生的過壓引起。開關瞬變的原因可以是電源系統切換、電源分配系統的負載變化或短路等各種系統故障。雷電瞬變的原因可以是附近的雷擊將高電流和電壓注入電路中。iec 61000-4-5定義了用于評估對這些破壞性浪涌的抗擾度的波形、測試方法和測試級別。

      波形規定為開路電壓和短路電流形式的波形發生器輸出。rs-485端口主要使用1.2/50 µs波形，本部分將予以介紹。波形發生器的有效輸出阻抗為2 Ω，因此浪涌瞬變相關的電流非常高。http://weiyoudu.51dzw.com

      rs-485 a和b總線引腳上確保接線錯誤保護，且在連接器和總線引腳進行熱插拔時確保該保護。表7和表8總結了adm2795e提供的高壓接線錯誤保護。通過±42 v dc和±24 v ± 20% rms(50 hz或60 hz)，采用熱插拔和dc斜坡測試波形測試adm2795e。在電源供電和不供電的情況下執行測試，rs-485 txd輸入、de和使能引腳采用多種不同的狀態。rs-485總線引腳可承受引腳a到地、引腳b到地以及引腳a和引腳b之間的高壓接線錯誤。

      485 a和b總線引腳上的高壓接線錯誤，偏置網絡到adm2795e電源vdd2引腳之間具有電流路徑。為了在這種情況下保護adm2795e，器件配有集成vdd2保護電路。

來源：analog devices