СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

Микросхемы цифровых изоляторов ADUM744X, впервые выпущенные в планарных корпусах QSOP16 (размер 5 × 6 мм, шаг выводов 0,635 мм), по своим скоростным и изоляционным свойствам не отличаются от стан дартных микросхем ADUM120X, дав но использующихся в гальванических развязках различных интерфейсов, в том числе и RS 232. В настоящее время стали выпускаться и преобразо ватели интерфейса RS 232 в корпу сах аналогичного размера (5 × 6 мм) с шагом выводов 0,65 мм (например, ADM3202ARUZ, корпус TSSOP16) и ещё более миниатюрные – TRS3243ECRHBR (корпус QFN32 размером 5 × 5 мм с шагом выводов 0,5 мм). Малый раз мер таких корпусов позволяет эко номить место на плате, а стоимость размещённых в них микросхем зна чительно ниже, чем в корпусах SOIC и DIP. Однако разработчики неохотно идут на применение микросхем в по добных корпусах, прежде всего пото му, что на макетной плате такой кор пус установить трудно – необходимо изготавливать печатную плату с до статочно высоким разрешением и рас паивать ИС в автоматизированном режиме. Определённой проблемой является реализация изолированных DC/DC преобразователейнапряженияпитания –необходимыхэлементов гальваничес кой развязки. Недорогие преобразо ватели с нерегулируемым выходом соз дают много помех, преобразователи со стабилизированным выходом имеют высокую стоимость, а использование трансформаторных драйверов (напри мер, MAX253 или встроенного в мик ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 росхему ADUM3473) для DC/DC пре образователей собственной разработ ки наталкивается на трудности при обретения или изготовления импульс ных трансформаторов. Применение микросхем цифровых изоляторов ADUM7441 в гальваничес ки изолированном интерфейсе RS 232 позволяет конструировать уникаль ные по своей простоте схемы, по скольку в микросхеме ADUM7441 при сутствуют сразу три приёмника и один передатчик. В схеме, показанной на рисунке 1, в качестве преобразователя интерфей са RS 232 использована микросхема TRS3243, оснащённая редко встречаю щимся неинвертирующим приёмни ком (выводы 2 и19, DD1), который поз воляет напрямую управлять выводом RST внешнего микроконтроллера сиг наломDTR интерфейса RS 232. Второй сигнал интерфейса RTS в этой схеме управляет включением/выключением питания (Vdd) микроконтроллера. Та ким образом, с помощью двух сигна лов интерфейса RS 232 (DTR и RTS) можно управлять работой микрокон троллера либо в штатном режиме, ли бо в режиме внутрисистемного про граммирования (in system program ming, ISP). Линии данных TxDи RxDинтерфей са RS 232 сопрягаются с линиями дан ных микроконтроллера RxD (сигнал RxDM) и TxD (сигнал TxDM) стандарт ным образом [1, 4] с помощью инвер тирующих приёмников микросхемы TRS3243, что упрощает схему. В каче стве изолированного DC/DC преобра зователя (+5 В → 5 В iso) использован прибор С10205ВА (DA1, см. рис. 1). Вместо него может быть использована микросхема DCR010505P, включенная по схеме рис. 2. На рисунке 3 приведе ён пример схемыподключения микро контроллера с активным низким уров нем сигнала RST (P89LPC982, DD1) к выходу гальванической развязке на ба зе ИС TRS3243. В схеме, показанной на рисунке 4, в качестве преобразователя интерфей са RS 232 использована микросхема ADM3202. Поскольку у этого преобра зователя только два приёмника (ин вертирующих), недостающий неин вертирующий приёмник выполнен на основе резистора (R1) и защитного стабилитрона UCLAMP3301D (VD1) с напряжением стабилизации 3,3 В (или обычного стабилитрона BZT52C4V7 на 4,7 В). Работу неинвертирующего приём ника на основе резистора и стабили трона иллюстрируют осциллограм мы, приведённые на рисунке 5а. Вход ной сигнал RS 232 DTR (нижняя осциллограмма жёлтого цвета), имею щий уровни напряжения ±9,6 В и, соот ветственно, полный размах 19,2 В (на осциллограмме «Vamp(1) = 19,2 V»), подаётся на резистор R1. Когда сиг нал RS 232 имеет высокий уровень (+9,6 В), стабилитрон UCLAMP3301D ограничивает его на уровне 3,3 В (верхняя осциллограмма рис. 5а голу бого цвета «Vtop(2) = 3,35 V»). Когда сигнал RS 232 имеет низкий уровень (–9,6 В), стабилитрон работает как ди од с прямым падением напряжения около 0,6 В (на осциллограмме это состояние выходного сигнала отме чено «Vbas(2) = –678 mV»). Таким об разом, сигнал DTRa, снимаемый с ка тода стабилитрона, практически име ет уровни ТТЛ. Далее сигнал DTRa подаётся на вход цифрового изолятора ADUM7441 (см. рис. 4). На осциллограмме рис. 5б это верхний график жёлтого цвета. Прой дя через гальваническую развязку, сигнал DTRa появляется на выводе 13 DD2 уже как сигнал RST, который подаётся на соответствующий вывод микроконтроллера (см. рис. 3); на осциллограмме рис. 5б это голубой Применение ИС цифровых изоляторов ADUM7441 и ADUM3473 для гальванической развязки интерфейса RS 232 Алексей Кузьминов (Москва) В статье приведены принципиальные схемы, рисунки печатных плат и фотографии готовых устройств гальванически изолированного интерфейса RS232 на основе новых ИС цифровых изоляторов ADUM7441 и ADUM3473. Даны рекомендации по самостоятельному изготовлению тороидальных трансформаторов и дросселей, использующихся в DC/DC"преобразователях гальванической развязки, а также фотошаблонов для макетных плат. © СТА-ПРЕСС