‌Texas Instruments THVD1406/THVD1426 RS-485收发器技术解析与应用指南

Texas Instruments THVD1406/THVD1426半双工RS-485收发器设计用于工业应用。THVD14x6收发器具有使用数据输入引脚的自动方向控制。该特性可减少驱动器启用和接收器启用功能对单独引脚的依赖。这减少了隔离通道数量或逻辑控制所需的GPIO引脚数量。这些总线引脚可耐受高级别的IEC ESD事件，从而无需使用其他系统级保护组件。

数据手册：*附件：Texas Instruments THVD1406，THVD1429半双工RS-485收发器数据手册.pdf

TI THVD1406/THVD1426半双工RS-485收发器由3V至5.5V单电源供电。总线引脚具备宽共模电压范围和低输入泄漏，从而使这些器件适用于长线缆上的多点应用。

THVD14x6收发器采用可实现快插兼容性的业界通用8引脚SOIC封装或节省空间的小型SOT封装。些器件的额定温度范围为–40°C至125°C。

特性

• 达到或超出TIA/EIA-485A标准的要求
• 电源电压：3V至5.5V
• 使用数据输入引脚的自动方向控制
• 半双工RS-422/RS-485
• 数据速率
  • 500kbps THVD1406
  • 12Mbps THVD1426
• 总线I/O保护
  • ±16kV HBM ESD
  • ±12kV IEC 61000-4-2接触放电
  • ±15kV IEC61000-4-2气隙放电
  • ±4kV IEC 61000-4-4快速瞬态脉冲
• ±16V总线故障保护
• 小型、节省空间的8引脚SOT封装选项 (2.1mm x 1.2mm)
• 扩展工业温度范围：-40°C至125°C
• 用于噪声抑制的大接收器滞后
• 低功耗
  • 低待机电源电流：3µA（典型值）
  • 工作静态电流：1.7mA（典型值）
• 适用于热插拔功能的无干扰上电和断电
• 开路、短路和空闲总线失效防护
• 1/8单位负载（多达256个总线节点）

简化示意图

‌Texas Instruments THVD1406/THVD1426 RS-485收发器技术解析与应用指南‌

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‌一、产品概述‌

Texas Instruments的THVD1406和THVD1426是面向工业应用设计的半双工RS-485收发器，具备自动方向控制功能和±12 kV IEC ESD防护能力。两款器件均支持3.3V至5.5V宽电压供电，主要区别在于数据传输速率：

• ‌THVD1406‌：最高500 kbps
• ‌THVD1426‌：最高12 Mbps
  适用于工厂自动化、楼宇自动化、智能电表等场景。

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‌二、核心特性‌

1. ‌电气性能‌
   • 符合TIA/EIA-485A标准，支持±16V总线故障保护。
   • 低功耗设计：待机电流仅3µA（典型值），工作电流1.7 mA（典型值）。
   • 总线ESD防护：±16 kV HBM、±12 kV IEC接触放电、±4 kV EFT抗扰度。
2. ‌自动方向控制‌
   通过数据输入引脚（D）实现方向控制，减少对独立使能引脚的需求，简化隔离通道设计。
3. ‌封装选项‌
   • 标准8引脚SOIC（4.9 mm × 3.91 mm）
   • 小型SOT封装（2.1 mm × 1.2 mm），适合空间受限应用。

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‌三、典型应用设计‌

‌1. 网络拓扑‌

RS-485总线需采用‌平行终端匹配‌，两端接阻值等于电缆特性阻抗（Z₀）的终端电阻（RT），以抑制信号反射。
‌设计要点‌：

• ‌总线长度与速率‌：高速率（如12 Mbps）需缩短电缆长度（建议＜100米），低速率（500 kbps）可延长至千米级。
• ‌支线长度‌：遵循公式 L(STUB) ≤ 0.1 × tr × v × c ，确保支线电气延迟不超过信号上升时间的10%。

‌2. 失效保护机制‌

接收器内置失效保护功能，在以下场景输出高电平：

• 总线开路（如连接器断开）
• 总线短路（如电缆损坏）
• 总线空闲（无驱动激活）
  通过阈值偏移（VIT+ > 200 mV, VIT– < -200 mV）和滞后电压（VHYS）确保稳定性。

‌3. 瞬态防护设计‌

• ‌内部保护‌：集成±16 kV HBM和±12 kV IEC ESD防护。
• ‌外部增强‌：
  • 推荐TVS二极管（如CDSOT23-SM712）和脉冲电阻（如10Ω CRCW0603）组合，抵御1 kV浪涌（IEC 61000-4-5）。
  • 布局时保护器件靠近总线接口，降低高频噪声传播风险。

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‌四、关键参数对比‌

参数	THVD1406	THVD1426
数据速率	500 kbps	12 Mbps
传播延迟（典型值）	500 ns	35 ns
上升/下降时间	300 ns	25 ns
功耗（5V供电）	1.7 mA（工作）	1.7 mA（工作）

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‌五、设计建议‌

1. ‌电源去耦‌：每个VCC引脚就近放置100 nF陶瓷电容，抑制电源噪声。
2. ‌布局优化‌：
   • 保护电路靠近总线连接器，减少高频环路面积。
   • 使用多层板设计，确保低阻抗电源/地平面。
3. ‌节点数量‌：支持最多256个1/8单位负载节点（12 kΩ等效负载）。