Простой двунаправленный однопроводный приемопередатчик
В следующей статье от инженера National Semiconductor рассказывается как можно обеспечить передачу данных между двумя частями схемы связанных между собой только линией питания. Собственно сама линия питания и используется для передачи полезной информации, которая частично модулирует питающее напряжение. Особенность схемы в том, что передача данных возможна в обоих направлениях, а также допускается объединение в одну сеть более двух приемопередатчиков подобного типа. При этом схема отличается простотой и низкой стоимостью.
ПРОСТОЙ ДВУНАПРАВЛЕННЫЙ ОДНОПРОВОДНЫЙ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК С ПИТАНИЕМ ОТ ЛИНИИ
Совмещение передачи данных и питания по одному проводу является нетривиальной задачей. Если требуется питать дополнительное устройство в конечной точке, минимизируя при этом занимаемое схемой место на печатной плате и ее стоимость, то это сильно усложняет задачу. Схема на Рисунке 1 демонстрирует простой способ решения этой проблемы.
Рисунок 1: Компаратор, источник опорного напряжения и немного стандартных резисторов – это все что требуется для передачи данных и питания по одному проводу.
Компаратор, источник опорного напряжения, маломощный МОП-транзистор и немного недорогих резисторов – это все что потребуется для модуляции и демодуляции линии питания. Микроконтроллер передает данные, как показано на Рисунке 2, модулируя линию питания с помощью транзистора NPD.
Модуляция напряжения в линии питания декодируется в поток принимаемых данных микросхемой LMP7300, объединяющей маломощный прецизионный компаратор с регулируемой величной гистерезиса и высокоточный источник опорного напряжения. Встроенный в LMP7300 2.048-вольтовый источник опорного напряжения обеспечивает питание низковольтному маломощному микроконтроллеру с током потребления до 1 миллиампера. Схема обеспечивает надежную работу при скоростях передачи данных до 5 килобит в секунду и может использоваться в качестве канала связи как между двумя устройствами, так и на многоточечной шине. Изображенная схема настроена на работу с напряжением питания равным 5 Вольт. Изменением номиналов резисторов RPDv, RHT, RINT, RvINB можно добиться функционирования схемы с другим напряжением питания в линии.
Рисунок 2: Данные передаются (CH1) ведущим микроконтроллером и принимаются на другой стороне проводника ведомым микроконтроллером (CH2). Каждый микроконтроллер запитан от 2.048-вольтового малошумящего источника опорного напряжения (CH3). Приемопередатчик объединяет питание и сигнал (CH4) в один проводник и выполняет обратную функцию по разделению питающего напряжения и переменного сигнала.
Процедура установление связи, временные параметры и прочие особенности, связанные с реализацией протокола, должны разрешаться программным обеспечением микроконтроллера. Простая синхронная конструкция ведущий-ведомый гарантирует, что никакие два устройства не будут вести передачу данных в один и тот же момент времени. Времена нарастания и спада сигнала на выводе Tx должны быть не менее 250 нс для того чтобы предотвратить появление нежелательного шума в линии питания/сигнала. Если необходимо, то время нарастания и спада сигнала на выводе Tx может быть замедлено добавлением последовательного резистора на затвор транзистора NPD. С целью уменьшения тока холостого хода убедитесь, что по умолчанию выход приемопередатчика находится на низком логическом уровне.
Микросхема LPM7300 доступна в миниатюрном корпусе MSOP-8 размером 3х3 мм и занимает минимум полезного места на печатной плате. В неактивном состоянии потребляемый схемой ток от источника питания всего 22 мкА. Стоимость предлагаемого решения не превышает $1 при серийном производстве. Решение хорошо подходит для недорогих миниатюрных приложений с батарейным питанием.
| Автор | Donald Schelle |
| Оригинальное название | Build a bidirectional, single-wire, line-powered transceiver using just a few basic parts |
| Источник | www.planetanalog.com |
| Дата публикации | 08/2009 |
| Дата перевода | 11/2009 |
| Версия перевода | 1.0 |
Скачать статью в формате PDF (274 кБ)
Разместить у себя на ресурсе или в ЖЖ:
На любом форуме в своем сообщении:
Очень похоже на M-BUS, только для мбаса есть уже готовые микросхемы все в одном, да и сам протокол подразумевает подключение до 255 устройств на одной линии.