Интерфейс RS-232 (TIA/EIA-232-F) по-прежнему широко применяется в сервисных портах промышленных контроллеров (PLC), медицинских приборах, кассовых терминалах и телекоммуникационном оборудовании. Поскольку стандарт требует формирования двуполярных уровней сигнала на линии (не менее ±5 В на нагрузке 3 кОм) при питании современной цифровой логики от единственной шины 3,3 В или 5,0 В, ключевым узлом трансивера Novosense NCA3232 является встроенный двухкаскадный емкостной преобразователь напряжения (Charge Pump). Руководство AN-13-0025 детально разбирает правила расчёта его обвязки.
1. Принцип работы двухкаскадного зарядового насоса (±5,5 В)
Внутри микросхемы NCA3232 работают два синхронных коммутируемых конденсаторных каскада:
- Первый каскад (удвоитель напряжения V+): перекачивающий конденсатор C1 (между выводами C1+ и C1−) заряжается от шины VCC в первой фазе тактового генератора и подключается последовательно с VCC во второй фазе, формируя на накопительном конденсаторе C3 (вывод V+) стабилизированное положительное напряжение +5,5 В.
- Второй каскад (инвертор напряжения V−): перекачивающий конденсатор C2 (между выводами C2+ и C2−) переносит заряд с шины V+ в отрицательную область, формируя на накопительном конденсаторе C4 (вывод V−) напряжение −5,5 В относительно земли.
2. Выбор номиналов внешних конденсаторов C1–C4 и C_BYPASS
- При питании VCC = 3,0…3,6 В все четыре конденсатора зарядового насоса (C1, C2, C3, C4) и развязывающий конденсатор питания выбираются одинакового номинала 0,1 мкФ (100 нФ) с диэлектриком X7R и рабочим напряжением не менее 16 В.
- При работе от шины VCC = 4,5…5,5 В на максимальных скоростях передачи (до 250 кбит/с) и большой ёмкости кабеля (до 1000 пФ) ёмкости накопительных конденсаторов C3, C4 и C_BYPASS рекомендуется увеличить до 0,47 мкФ, оставив C1 = 0,1 мкФ.
- Перекачивающие конденсаторы C1 и C2 должны располагаться максимально близко к выводам микросхемы с минимальной площадью контура во избежание высокочастотных помех переключения.
3. Полная документация
Источник: Application Note AN-13-0025 (PDF) · открыть материал на novosns.com
