DS2151和DS2152的一般网络接口设计标准

本应用笔记介绍了T1收发器的基本网络接口设计标准。讨论了5V和3.3V器件的发射和接收电路。

图1.通用网络接口电路。

图1显示了T1收发器芯片接口电路的一般形式。并非所有组件在所有应用中都是必需的。该电路用于说明如何在变压器周围分配电阻。应用笔记324更详细地讨论了过压保护。

发射器输出驱动器对入站浪涌具有低阻抗，并且必须能够在发射变压器的初级端驱动足够的电流，以便在网络接口上产生所需的输出脉冲。接收器输入对入站浪涌具有高阻抗，并且需要非常小的输入电流即可工作。由于这些原因，发射器和接收器引脚需要不同的保护技术。

接收器输入设计用于在以下条件下恢复信号：

1：1变压器

0Ω串联电阻

负载电阻与电缆阻抗相匹配

5.0 V 发射器输出驱动器设计用于将脉冲放入模板中，在以下条件下测量：

1：1.15升压变压器

0Ω串联电阻

指定负载。T1 100Ω

3.3 V 发射器输出驱动器设计用于将脉冲放入模板中，在以下条件下测量：

1：2升压变压器

0Ω串联电阻

指定负载。T1 100Ω

接收电路

接收电路是最直接的。通常使用1：1变压器与接收器输入接口。接收电路的主要考虑因素是传输线的精确端接。T1由100Ω平衡双绞线承载。端接中涉及的组件是 R3/ 14和两个RL电阻。R3和 R4作为保护网络的一部分添加。随着这些电阻值的增加，RL阻力降低。然后，这成为分压器。如果 R3和 R4太大，则信号被分割，接收器可能无法恢复微弱的信号。两个RP由于接收器输入的输入阻抗相对较高，电阻不会显著影响端接。以下等式描述了终止：

ZTERM= R3* s4+ 2RL/N²
替代 ZTERM= 100Ω 和 N = 1
100Ω = R3* s4+ 2RL

电容器 C1，以及电阻器 Rl，形成高频截止滤波器，提高抗噪能力。

发射电路

发射器输出设计用于在具有上述电路组件和条件的网络接口处产生正确的脉冲幅度。电阻器 R1/ 12Rt可以添加到5.0伏设计中，以实现电路保护。但是，由于发射电路中增加了串联电阻，因此必须选择匝数比较大的发射变压器，以补偿由于增加的电阻而导致的衰减。3.3 伏设计不能承受串联电阻。因此，发射器电路保护使用肖特基二极管而不是串联电阻来实现。肖特基二极管也可用于 5.0 伏电路。

5.0 伏设备

标称 0dB T1 脉冲在 100Ω 负载上为 3 V。使用串联电阻 = 0Ω 的 1：1.15 变压器时，发射器必须在器件的输出引脚上产生 3/1.15 = 2.6 V 脉冲，并将 30mA × 1.15 = 34mA 驱动到变压器的初级绕组。添加一些串联电阻并使用 1：1.36 变压器来保护设备免受浪涌的影响。次级环路和100Ω负载中的电流在30mA时保持不变。1：1.36初级的电流脉冲必须为30mA×1.36 = 40mA。来自发射器的输出电压脉冲仍将为2.6伏，因此发射器看到的阻抗现在必须为65Ω，发射器看到的净阻抗由下式描述：

RL= 100/N² + R1/N² + R2/N² + RT* sT
代入 N = 1.36 和 RL= 65Ω
65Ω = 100Ω/1.36² + R1/1.36² + R2/1.36² + RT* sT
简化，你有这个表达式
10.9Ω = R1/1.36² + R2/1.36² + RT* sT
替代 R1和 R2= 0， RT= 5.5Ω.4.7Ω为标准值。
或替换 RT= 0Ω， R1和 R2每个可高达10.1Ω。

R1和 R2可以组合成单个组件，以提供串联电流限制以保护变压器。变压器设备侧的电阻必须在TIP和RING电路中平均分配，以便线路平衡。

3.3 伏设备

采用 3.3 V 电源供电的设备需要使用 1：2 升压变压器，以便在次级变压器上产生足够的电压脉冲。在 100 欧姆负载上需要相同的 3 伏脉冲。为了在变压器次级和100 Ω负载中产生30mA电流，发射器输出驱动器需要30mA×2 = 60mA的电流脉冲。向该网络添加串联电阻需要大于1：2的匝数比，因此来自发射器的电流甚至更大。因此，建议将 3.3 V 网络设计为具有 0Ω 串联电阻，并使用其他组件进行过压保护。具体来说，肖特基二极管放置在连接到TTIP和TRING的桥式配置中。肖特基二极管比发射输出驱动器中的硅二极管导通得更快，因此能量被传导到CMOS器件。

审核编辑：郭婷