【導讀】當我撰寫(xiě)這篇文章的時(shí)候，德州正值炎熱的夏天，氣溫高達95華氏度（32攝氏度）。但因為空調的緣故，我感到非常舒適。有時(shí)候，這就像一個(gè)現代奇跡，只要輕輕一按恒溫控制器上的按鈕，整個(gè)房間就會(huì )在不知不覺(jué)間迅速變得氣候宜人。與此同時(shí)，空調外機卻自始至終都在工作，然而它離控制器很遠，在屋內完全聽(tīng)不到機器運行的聲音。這種可靠的遠距離連接就如同魔法一般看起來(lái)很神奇，尤其是當氣溫達到一天中最高時(shí)。這種“神奇的魔法”主要得益于一種相對常見(jiàn)的通信標準RS-485。
RS-485是一種差分信號標準，除了住宅環(huán)境之外，其在商用暖風(fēng)空調（HVAC）系統、工廠(chǎng)自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎設施、電器和電機驅動(dòng)工業(yè)設計中也很常見(jiàn)。這些應用有時(shí)需要在同一根電纜上的主節點(diǎn)和遠程節點(diǎn)之間遠距離傳輸RS-485信號和電源。傳統的RS-485系統至少使用四根電線(xiàn)同時(shí)傳輸信號和電源：兩根電線(xiàn)用于差分RS-485信號，兩根電線(xiàn)用于電源和接地。這些長(cháng)電纜的重量和成本會(huì )增加系統復雜性和安裝成本。由于使用多根電線(xiàn)，如果連接不正確，也有導致系統故障的風(fēng)險，這進(jìn)一步增加了系統的復雜性。
幸運的是，在設計RS-485接口時(shí)，四線(xiàn)解決方案不再是唯一的選擇。帶有開(kāi)關(guān)鍵控（OOK）調制功能的RS-485收發(fā)器（如THVD8000）可實(shí)現電力線(xiàn)通信，最終將電線(xiàn)數量從4根減少到2根，同時(shí)提高了系統性能并降低了總成本。THVD8000通過(guò)集成調制和解調電路以及總線(xiàn)I/O保護，通過(guò)IEC ESD 61000-4-2接觸放電和IEC 61000-4-4快速瞬態(tài)突發(fā)測試，實(shí)現了這些優(yōu)勢。
通過(guò)集成調制和解調電路，THVD8000可增加正在傳輸的基帶數據的頻率含量。這樣就可以更容易地實(shí)現直流和交流耦合以及與標準通用異步接收器-發(fā)射器（通常用于RS-485）的系統側接口，無(wú)需任何特殊編碼，這在低數據速率應用中非常有用。通過(guò)對RS-485信號進(jìn)行調制，如圖1所示，這些器件使系統能夠通過(guò)電力線(xiàn)傳輸調制信號，因此只需要一對導線(xiàn)。通過(guò)選擇寬載波頻率范圍，通信距離可以實(shí)現1km甚至更長(cháng)。這種升級的方法對直流電和交流電都很有效，無(wú)需在微控制器中進(jìn)行特殊編碼。
圖1：使用THVD8000通過(guò)電力線(xiàn)進(jìn)行RS-485通信
OOK調制可以對載波頻率的低電平輸入信號進(jìn)行調制，如圖2所示。
圖2：OOK調制
由于信號由振幅檢測，所以OOK調制工作在不分極性模式下工作，如圖3所示。交換RS-485的A和B輸入/輸出（I/O）端口不會(huì )影響通信，且不分極性模式不需要手動(dòng)或軟件設置。此功能大大簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程，并消除了錯誤連接A和B輸入/輸出口連接錯誤而影響系統性能的風(fēng)險。
圖3：THVD8000不分極性模式
下次當您享受空調所帶來(lái)的舒適時(shí)，記住您的RS-485收發(fā)器正在努力工作，它通過(guò)向控制單元發(fā)送命令來(lái)讓您保持涼爽。有了像THVD8000這樣的雙線(xiàn)制解決方案，這些通信就可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化，并且降低系統成本。
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