ADM2483 и ADM2486 — как подключить изолированный RS-485?

Что это за приборы

В ADM2483 скорость ограничена сознательно: выходы передатчика имеют ограниченную скорость нарастания, и это снижает отражения на линии, в том числе на нетерминированных отрезках. Плата за это избавлена от части проблем, но уплачивает скоростью обмена — для медленных промышленных протоколов это правильный размен, а для потоковых данных 500 кбит/с уже мало.

Число узлов выведено прямо из входного сопротивления приёмника: чем оно выше, тем меньше приёмников влезает в шину без дополнительных элементов. У ADM2483 входное сопротивление 96 кОм, что и даёт 256 узлов, у ADM2486 — 50. При проектировании сети это ограничение проверяют первым, потому что добавление узлов не всегда можно решить повышением скорости: у быстрых приборов нагрузка на шину обычно выше.

Про отказоустойчивость: приёмник построен по схеме true fail-safe, то есть при отсутствии сигнала на линии он выдаёт определённое состояние, а не «плавает». Отдельно устранён эффект «дребезга» выхода при включении и выключении питания — для систем, где питание подаётся неодновременно на все узлы, это отдельная причина ложных срабатываний при включении.

Главное: изолированного питания внутри нет

Это стоит сказать прямо, потому что здесь возникает ошибка закупки и, что хуже, ошибка разводки. ADM2483 и ADM2486 используют магнитную изоляцию iCoupler только на пути данных: цифровой сигнал проходит через изолирующий барьер, а питание сторон шины и сторон логики — раздельное. Источник питания для стороны шины должен быть внешним изолированным модулем на 5 В.

Встроенный преобразователь питания есть у другой серии: ADM2582E и ADM2587E, а также у ADM2490 и ADM2491. Эти приборы действительно не требуют внешнего изолированного источника, но выпускаются в корпусе на 20 выводов. То есть если плата разведена под ADM2483 в корпусе SOIC-16, заменить его на ADM2582E без переразводки нельзя, и наоборот.

Последствие для схемы: у прибора два независимых контура земли — логический и шинный. Их нельзя соединять на плате, иначе изоляция теряет смысл, и это же объясняет, почему заземляющий проводник шины и проводник логики заводятся раздельно: в гальваноразвязанной цепи общая точка заземления — это и есть обход изоляции.

Обвязка, без которой изоляция не работает

Помимо внешнего изолированного источника 5 В для стороны шины, схеме нужны: развязка по питанию 100 нФ с каждой стороны барьера, и внешние ограничительные диоды на линии A и B относительно защитного вывода — примерно на 6,7 В, — которые вместе с цепью заземления дают стойкость к контактным разрядам до 8 кВ.

Отдельная деталь — вывод контроля питания: он отключает прибор, когда напряжение питания падает ниже примерно 2,0 В. Это защита от того, чтобы прибор работал в неопределённом состоянии во время медленного подъёма питания, и в схеме вывод либо используется по назначению, либо оставляется в состоянии, разрешающем работу.

Корпус у обоих приборов — SOIC-16 с широким корпусом, шириной около 10,5 мм против обычных 7,5 мм. Посадочное место у широкого и узкого SOIC различается, и плата, разведённая под узкий SOIC-16, под эти приборы не подходит без переразводки. Отдельно обращают внимание на то, что земля шины и земля логики заводятся в разные точки платы, иначе изоляция теряет смысл.

Заводская документация, на которую опираются при разводке: AN-727 по применению изоляции в RS-485, AN-960 по реализации интерфейсов RS-485 и RS-422, AN-0971 по подавлению излучаемых помех, AN-1179 по расчёту температуры перехода, AN-1176 по посадочным местам и UG-239 по отладочной плате ADM2483.

Что проверять при заказе

1. 01 ADM2483 (500 кбит/с, до 256 узлов) или ADM2486 (20 Мбит/с, PROFIBUS, до 50 узлов) — по требованиям протокола и числу устройств.
2. 02 Артикул с упаковкой: ADM2483BRW, ADM2483BRWZ (RoHS), ADM2483BRWZ-REEL.
3. 03 Корпус: SOIC-16 широкого корпуса 10,5 мм — на узкую посадку не встанет.
4. 04 Внешний изолированный источник 5 В для стороны шины — встроенного преобразователя у прибора нет.
5. 05 Раздельные контуры земли логики и шины, развязка 100 нФ с каждой стороны.
6. 06 Внешние ограничительные диоды на линии относительно защитного вывода — под стойкость к контактным разрядам.

Частые вопросы

• Есть ли в ADM2483 встроенный изолированный преобразователь питания — нет, он внешний; встроенный есть у ADM2582E и ADM2587E в корпусе 20 выводов.
• Какая разница между ADM2483 и ADM2486 — 500 кбит/с против 20 Мбит/с и 256 против 50 узлов на шине.
• Какая изоляция — 2500 Вrms между логикой и шиной, стойкость по скорости нарастания более 25 кВ/мкс.
• Сколько питания потребляет — не более 2,5 мА.
• Что делать при переходе с ADM2483 на ADM2582E — нужна переразводка, корпуса разные.
• Нужны ли внешние диоды на линию — да, вместе с защитным выводом они дают стойкость к контактным разрядам.