Главная / Новости / Новости "ON Semiconductor" / NCN5193: HART-modem с напряжением питания 1.8…3.5В компании On Semiconductor

NCN5193: HART-modem с напряжением питания 1.8…3.5В компании On Semiconductor

03.06.2014 | ON Semiconductor

Фирма МТ-Систем предлагает разработчикам, NCN5193 микросхему HART модема компании On Semiconductor®. В отличие от предыдущей модели NCN5192 (3.0…5.5В) микросхема работает в низковольтном диапазоне напряжений (1.8…3.5В), в остальном микросхема не отличается от предшественника.

NCN5193 – представляет собой однокристальный модем, используемый для приема/передачи данных по цифровому промышленному протоколу HART (Highway Addressable Remote Transducer). Микросхема модема содержит модулятор передачи данных с формирователем сигнала, схемой обнаружения несущей, приемник аналогового сигнала, цепи демодулятора и генератора как показано на функциональной схеме:

Функциональная схема

Модулятор принимает на вход TXD цифровой и преобразует его в частотно-манипулированный (FSK) сигнал трапециевидной формы  на аналоговом выходе TxA: логическая «1» или метка преобразуется в один полный период частоты 1200Гц, а логический «0» или “пробел” в два неполных периода частоты 2200Гц:

Модулятор

Демодулятор получает частотно-манипулированный (FSK) сигнал на аналоговый вход, фильтрует его при помощи внешнего полосового фильтра, и генерирует два цифровых сигнала: Данные Приема (RxD) и Наличие Несущей (CD). Сигнал CD переходит в состояние высокого уровня при приеме сигнала с размахом более 100мВ в течение четырех непрерывных периодов несущей:

Демодулятор и полосовой фильтр

Демодулятор

Для приема данных микросхеме NCN5193 требуется источник опорного напряжения 1.235мВ (рекомендуется использовать LM385D-1.2R2G) для смещения и AREF – CDREF = 80мВ для обнаружения несущей размахом 100мВ:

Подключение источника опорного напряжения

 

К микросхеме требуется подключить резистор RBIAS = AREF/2.5мкА (RBIAS = 500кОм, при AREF = 1.235В) между выводом CBIAS и землей, для построения источника тока смещения 2.5мкА, который необходим для нормальной работы интегрированных в микросхему усилителей и компараторов:

Подключение токозадающего резистора

Для стабильной работы микросхемы требуется внешний кварцевый резонатор и два конденсатора емкостью Cx = 100…470пФ или источник тактового сигнала 460.8кГц, 921.6кГц, 1.8432МГц или 3.68МГц (конфигурируется программно):

Подключение кварцевого резонатора

Подключение тактового сигнала

В модем NCN5193 встроен блок сброса по питанию (POR). К входу VPOR должен быть подключен резистивный делитель. Это выход соединен с внутренним компаратором с порогом AREF. При срабатывании компаратора вывод RESETB (выход типа открытый сток) подключается к земле, а микросхема сбрасывается:

Установка порогового напряжения "Сброса"

В микросхему встроен сторожевой таймер (Watch Dog) с таймаутом 53мс. Для сброса сторожевого таймера служит вход KICK. Встроенный сторожевой таймер может быть сконфигурирован программно на внутренний сброс частотой 1.8кГц. Если микросхема сконфигурирована на внутренний сброс, вход KICK необходимо подключить к земле.

 

Для построения интерфейса “токовая петля 4-20мА” в микросхему интернирован 16-битный сигма-дельта ЦАП. Для достижения максимальной точности вывод DACREF следует подключить к стабильному источнику опорного напряжения. Дополнительную информацию по режимам работы ЦАП можно найти в “Designing with and Testing the NCN5192 DAC”.

 

Конфигурация системы тактирования и управление ЦАП в NCN5193 осуществляется через чтение/запись встроенных регистров по коммуникационному SPI-интерфейсу.

Типовая схема включения

Отличительные черты:

  • Напряжение питания: 1.8…3.5В;
  • Низкое энергопотребление;
  • Высокоинтегрированное решение, малое количество внешних компонент;
  • Совместим с 1.8/3.3В микроконтроллерами;
  • Способен работать с внешними резонаторами 460.8кГц, 921.6кГц, 1.8432МГц или 3.68МГц;
  • Конфигурационный SPI-интерфейс;
  • Встроенный 16-битный Дельта-Сигма ЦAП, Усилитель Мощности и Охранный таймер;
  • Соответствует требованиям спецификации физического уровня HART;
  • Скорость передачи данных: 1200Бит/с
  • Индустриальный температурный диапазон: -40…+85°С;
  • Корпус NQFP-32.

 

Доступность:

Микросхемы HART-модемов NCN5193, NCN5192 находятся в массовом производстве и доступны под заказ. Для модели NCN5192 выпускается отладочная плата NCN5192GEVB доступная под заказ.

 

Ресурсы: