如何选择RS-232/RS-485/RS-422转换器

作者：波士电子 孙汉华

欢迎访问e展厅 展厅 6 数据采集/无线通讯展厅 通讯卡, 数据采集卡, 无线通讯模块, 远程监控系统, RFID, 信号隔离器, 转换器... 您的计算机或者您的设备也许只有RS-232口，如果要进行有效而可靠的RS-485或RS-422通信，就要为您的应用选择正确的RS-232/RS-485/RS-422转换器。是半双工的RS-485还是全双工的RS-422？要光电隔离还是非光隔？是要外部供电还是无须供电？是高速还是低速？本文就通过介绍波仕电子的几种常用的转换器的分类帮助读者正确选择转换器。 半双工与全双工的分类 波仕电子的转换器从大类上分为RS-485（半双工）和RS-485/422（半双工/全双工通用） １．半双工形式：RS-485 RS-485一般就是指半双工。如果有人说要“全双工的RS-485”，那实际就是RS-422。半双工通信使用同一根传输线，即可发送数据又可接收数据，但不能同时发送和接收。在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式即可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。 半双工通信中每端需有一个收/发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。但是对于像打印机这样单方向传输的外围设备，用半双工方式就能满足要求了，不必采用全双工方式，可省一根传输线。 波仕电子的RS-232/RS-485转换器使用了独特的零延时自动收发转换技术，直接从RS-485信号中用硬件方法提取收发切换控制信号，并且具备零延时的性能。零延时指收发切换过程转变时间为0，在使用时与RS-232通信一样。 ２．全双工形式：RS-232、RS-422 RS-422一般就是指全双工。如果有人说要“半双工的RS-422”，那实际就是RS-485。 全双工数据通信分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。 在全双工方式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传送线，可在交互式应用和远程监控系统中使用，信息传输效率较高。 波仕电子的全双工转换器一般都是半双工全双工通用的，也就是RS-485/RS-422通用的。RS-232是全双工的，RS-422也是全双工的，而RS-485是半双工的。 这里就会有一个问题：如果RS-232的数据有同时收发的，那半双工的RS-232/RS-485能否实现呢？答案是不能够。RS-232/RS-485转换器正确工作的前提的RS-232的发送与接收不要同时进行。虽然计算机的RS-232口有缓冲存储器，但是那仅仅就是1到2个字节。 高速与低速：数据的传输速率 串行通信的传输受到通信双方配备性能及通信线路的特性所左右，收、发双方必须按照同样的速率进行串行通信，即收、发双方采用同样的数据传输率。数据传输率批量的是串行通信中每一秒所传送的数据位数，单位是bit/s，简写为bps。经常可以看到产品的规格书上都写着4800bps、9600bps、19200bit/s、38400bit/s······，所指的就是数据传输率。在异步串行通信中，每传送一个字符需要8位，如果采用数据传输率4800bit/s进行传送，则每秒可以传送600个字符。 就仪器或工业场合来说，4800bit/s、9600bit/s是最常见的数据传输率，现在的个人计算机所提供的串行端口的数据传输率最高都可达到115200bit/s，若传输距离较近而设备也提供时，使用最高的数据传输率也可以。最高通信速率为19200bps的转换器我们归类为“低速”、最高通信速率为115200bps的转换器我们归类为“高速”。 光电隔离与非光电隔离：接口的耐高电压保护 RS-485/422通信距离可以达到1200米以上，由于距离较远，会存在较大的地电位差以及各种各样的干扰信号，会影响通信。采用光电隔离可有效地提高系统的抗干扰能力。光电隔离技术是破坏"地"干扰途径的抗干扰方法，硬件上常用光电耦合器件实现电→光→电的隔离，他能有效地破坏干扰源的进入，可靠地实现信号的隔离，并易构成各种功能状态。 波仕电子的光电隔离转换器可以耐2500V电压，建议凡是有通过室外布线的RS-485都选用光电隔离的RS-232/RS-485/422转换器。 光电耦合器件是把发光器件(如发光二极管)和光敏器件(如光敏三极管)组装在一起，通过光线实现耦合构成电一光和光一电的转换器件。 光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰，使通道上的信号噪声比大为提高，主要有以下几方面的原因： (1) 光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的噪声电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极管发光，从而被抑制掉了。(2) 光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰噪声都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。 有源与无源：是否需要外接电源 波仕电子发明了无源的RS-232/RS-485/422转换器，直接从RS-232的信号线中提取供电电压，也称为RS-232窃电技术。波仕的窃电技术能够提供足够高的功率，不仅可以对非光隔的转换器供电，还可以驱动光电隔离的转换器，甚至RS-232到光纤的转换器以及数据采集器。只有足够的窃电功率才能够保证RS-485/422的通信距离。而外接电源一般是高速光隔转换器（G485HA、G485HC）才需要，再就是一些特殊用途的情况，比如RS-232口的电压明显偏低的情况。型号为U485A、U485C的转换器是比较特殊的：有源/无源通用。这是指U485A、U485C当作光隔的转换器使用时需要外接5V电源，如果选择产品的跳线设置也可以无须外接电源（无源），这时地线是不隔离的，所以算成非光隔。H485A和H485C是有源的，它们都带有TTL转换功能，不仅实现RS-232与TTL的转换，也实现TTL与RS-485或RS-422的转换。无源非光隔的转换器有485A、485C。无源光隔的转换器有485TA、485TC。 无源的优点是使用方便，波仕的无源转换器以及有源转换器的RS-485具有一样的性能。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/22/2009)