LTC2873：多功能单总线RS485/RS232收发器的卓越之选

在电子工程师的日常设计中，选择一款合适的收发器至关重要。今天我们要探讨的这款LTC2873单总线RS485/RS232多协议收发器，具备众多出色特性，为工程师们提供了强大的设计支持。

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一、LTC2873特性概览

1. 多功能协议支持

LTC2873支持RS232、RS485和RS422协议，并且仅需3V至5.5V的单电源供电，就可以灵活配置为半双工RS485收发器或者RS232收发器。这种多功能性使得它在不同的应用场景中都能发挥出色的作用。

2. 高性能数据传输

• RS485模式：最高数据速率可达20Mbps，能够满足高速数据传输的需求。
• RS232模式：支持可选的1Mbps或250kbps速率，通过DE485/F232引脚可以方便地进行速度选择。

3. 集成式设计优势

• 自动选择终端电阻：集成了RS485（120Ω）和RS232（5kΩ）终端电阻，无需额外的外部电阻和控制继电器，简化了设计。
• DC/DC升压转换器：使用2mm × 1.6mm的小型电感器和一个电容器，就能为RS232驱动提供所需的正、负电源轨，无需多个电源。

4. 高可靠性设计

• ESD保护：接口引脚（A/DO, B/RI）具备±26kV HBM的高ESD保护能力，其他引脚也有±4kV的ESD保护，确保在恶劣环境下稳定工作。
• 逻辑回环模式：方便进行诊断自测试，将驱动输入连接到接收器输出。
• 宽温度范围：H级版本可在–40°C至125°C的温度范围内工作。

二、电气特性详解

1. 电源相关特性

• 电源电压范围：VCC的工作范围为3V至5.5V，VL的逻辑电源电压范围为1.7V至VCC。
• 电源电流：在不同模式下，电源电流表现良好。例如，在关机模式下，VCC电源电流仅为8 - 30µA；在RS232或RS485模式下，驱动和接收器启用且终端禁用时，VCC电源电流为4 - 9mA。

2. 驱动与接收器特性

• RS485驱动：差分输出电压根据不同负载和电源电压有不同表现，最大短路电流为±250mA。
• RS485接收器：输入电流范围为–100至125µA，输入电阻典型值为125kΩ，具备差分输入信号阈值电压和输入迟滞特性，确保可靠接收数据。
• RS232驱动：输出低电压为–5至–5.5V，输出高电压为5至5.9V，输出短路电流为±25至±90mA。
• RS232接收器：输入阈值电压为0.6至2.5V，输入迟滞为0.1至1.0V。

3. 开关特性

• RS485开关特性：最大数据速率为20Mbps，驱动和接收器的传播延迟、上升/下降时间等参数都有明确的规格。
• RS232开关特性：不同负载和电容条件下，最大数据速率分别为100kbps、250kbps和1000kbps，驱动和接收器的传播延迟、上升/下降时间等也有相应的规定。

三、应用信息与设计要点

1. DC/DC转换器

LTC2873的片上DC/DC转换器从VCC输入产生7.0V的VDD电源和–6.3V的VEE电源，为RS232驱动提供稳定的电源。在设计时，需要注意选择合适的电感（10µH或22µH）和电容（如220nF的电荷泵电容和1µF的存储电容），并将它们靠近相关引脚放置。

2. 多设备供电

多个LTC2873设备可以通过一个设备的升压调节器供电，但需要遵循一定的规则，如限制RS232驱动的数量、调整电感和电容的值等。

3. 电感与电容选择

电感需要满足饱和电流和DCR的要求，推荐的电感型号有74479888310、CBC2016T100K等。电容建议使用X5R或X7R介质类型，电压额定值至少为10V。

4. 布局考虑

• 电源引脚：所有VCC引脚和接地引脚应使用低阻抗走线或专用平面连接在一起，在VCC引脚附近放置合适的旁路电容。
• 高速信号引脚：连接到高速总线信号A/DO和B/RI的PCB走线应尽量对称且短，以减少电容不平衡，保持良好的差分信号完整性。
• 信号路由：注意将输出信号远离敏感输入信号，避免反馈效应导致的噪声、抖动或振荡。

四、典型应用案例

1. RS485平衡接收器

LTC2873的RS485接收器具有双阈值架构，支持全故障保护操作，能够在信号短路、开路或终止但未驱动超过0.7µs时产生高电平输出，确保系统的可靠性。

2. 无需RS485偏置网络

其内部故障保护功能消除了外部网络偏置电阻的需求，允许网络支持多达256个节点，减少了偏置电阻的负载。

3. 可选择的RS485终端

集成的可切换120Ω终端电阻可通过逻辑控制方便地改变线路终端，适用于不同特性阻抗的电缆，提高信号保真度。

4. 逻辑回环

逻辑回环模式可用于自测试，但不能完全确保LTC2873的全功能正常，不过能提供一个方便的诊断手段。

五、总结

LTC2873单总线RS485/RS232多协议收发器以其多功能性、高性能和高可靠性，为电子工程师在设计通信系统时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择电源、电感、电容等外部元件，并注意布局和布线的细节，以充分发挥LTC2873的优势。你在使用类似收发器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。