3. Создание принципиальной схемы

Подключение платы УМ-16 к линии связи (витая пара) осуществляется через гнезда 828191-6 "AMP"(X12), CH4-96-Ш (Х7). В схему включены согласующие импульсные трансформаторы ИТ3-124 (по приему Т1 и по передаче Т2 соответственно), рекомендуемые для нормальной работы схемы приемопередатчика МAX 490 ECSA (DD21). Рекомендуемой схемой включения МAX 490 ECSA предусмотрены также согласующие резисторы 270 Ом (R41, R42) , 10кОм (R39, R43) и конденсатор 100 нФ (С52).

3.1. Выбор цифрового интерфейса

Для обеспечения связи платы УМ-16 с внешними устройствами необходим простой, дешевый и надежный цифровой интерфейс. Наиболее современным последовательным интерфейсом с цифровым приемом/передачей можно считать RS‑485, поскольку он требует наименьших аппаратных затрат, обладая при этом высокой скоростью передачи (до 30 Мбит/с). Кроме того, данный интерфейс позволяет подключать к одной шине до 32‑х приемопередатчиков и осуществлять передачу на расстояние до 1200 м. Все эти характеристики делают интерфейс RS‑485 более предпочтительным, в сравнении с предшествующими RS‑232 и RS‑422.

Для реализации интерфейса RS‑485 выбрана микросхема MAX 490 ECSA. MAX 490 — это дифференциальный линейный приемопередатчик, предназначенный для высокоскоростной двунаправленной передачи данных по шине с многоточечным подсоединением. Данный приемопередатчик соответствует двум стандартам RS-485 и RS-422 (см. табл. 1).

Таблица 1

Сравнительные характеристики двух интерфейсов

Параметр	RS-422	RS-485
Способ передачи	Дифференциальный	Дифференциальный
Макс. длина кабеля	1200 м	1200 м
Мин. выходное напряжение драйвера	± 2 В	± 1,5 В
Выходное сопротивление драйвера	100 Ом	54 Ом
Входное сопротивление приемника	4 кОм	12 кОм
Входная чувствительность	± 200 мВ	± 200 мВ
Диапазон входного напряжения	от -7В до +7В	от -7В до +12в
Кол-во передатчиков/приемников на одной шине	1 / 10	32 / 32

В составе устройства можно выделить дифференциальный линейный драйвер D (см. рис.1), выполняющий функции передатчика и приемник R, для которых осуществляется независимое управление. Описание выводов микросхемы представлено в табл. 2. Когда устройство не используется для приема или передачи данных, его выходы находятся в третьем состоянии.

Рис.3.1. Функциональная схема MAX 490

Таблица 2

Назначение выводов микросхемы MAX 490

Номер вывода	Обознач.	Название	Описание
1	RO	Receiver Output	Выход приемника. Если А>В на 200 мВ, то RO находится в лог. Единице, иначе — в лог. ноле
2	DI	Driver Input	Вход драйвера. Низкий уровень устанавливает А в ноль, а В — в единицу. Высокий — А в единицу, В — в ноль
3	Y	Noninverting Driver Output	Не инвертирующий выход драйвера
4	Z	Inverting Driver Output	Инвертирующий выход драйвера
5	A		Вход приемника (А) / выход драйвера (А)
6	B		Вход приемника (В) / выход драйвера (В)
7	VCC	Power Supply	+5 В ±5%
8	GND	GrouND Connection	Соединение с корпусом

Для питания необходим MAX 490 один источник напряжением +5В. Чрезмерное рассеивание мощности (перегрев), вызванное шинным конфликтом или коротким замыканием выхода, предотвращается схемой температурного отключения. При автоматическом выключении, вследствие превышения допустимой температуры, выходы переводятся в высокоомное состояние.

Приемопередатчик изготовлен по передовой BiCMOS-технологии, сочетающей низкую потребляемую мощность CMOS (КМОП-логики) и быстродействие биполярной логики. Все входы и выходы имеют защиту от статического электричества.

MAX 490 эффективно работает при высоких скоростях переключения и позволяет осуществлять передачу данных со скоростью выше 30 Мбит/с.