在考慮集成電路時(shí)，當(dāng)今的設(shè)計(jì)工程師尋求低功耗特性和性能。每個(gè)芯片節(jié)省幾毫安的靜態(tài)電流可能看起來(lái)微不足道，但對(duì)于具有數(shù)十個(gè)IC的電路板來(lái)說(shuō)，這變得非常重要。這種節(jié)省允許使用更小的電源和更少的從墻上插座消耗的電力。對(duì)于小型便攜式電池供電設(shè)備，省電允許電池運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。

在考慮集成電路時(shí)，當(dāng)今的設(shè)計(jì)工程師尋求低功耗特性和性能。每個(gè)芯片節(jié)省幾毫安的靜態(tài)電流可能看起來(lái)微不足道，但對(duì)于具有數(shù)十個(gè)IC的電路板來(lái)說(shuō)，這變得非常重要。這種節(jié)省允許使用更小的電源和更少的從墻上插座消耗的電力。對(duì)于小型便攜式電池供電設(shè)備，省電允許電池運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。

借助低功耗CMOS工藝和智能電源管理，當(dāng)今便攜式設(shè)備的工作時(shí)間變得非常長(zhǎng)。在過(guò)去幾年中，電源電壓也急劇下降?，F(xiàn)在，許多設(shè)計(jì)都采用3.3V主電源或直接由單節(jié)Li+電池供電！半導(dǎo)體制造商在用這些低電壓滿足無(wú)處不在的RS-232標(biāo)準(zhǔn)的所有要求方面非常有創(chuàng)意。但是，現(xiàn)在有必要做出妥協(xié)以節(jié)省更多電流。本文介紹如何通過(guò)尋求“兼容性而不是合規(guī)性”以盡可能低的功耗運(yùn)行接口。RS-232接口的簡(jiǎn)短歷史記錄顯示為側(cè)邊欄。

終極挑戰(zhàn)：電源電壓低于+3.0V

小型手持設(shè)備的電源電壓已降至+3.0V以下，這是由于最近的亞微米CMOS工藝的能力以及在工作期間節(jié)省更多功率的愿望。處理器內(nèi)核的典型電源電壓低至0.8V，I/O電壓接近2.5V，這可能還不是底部。PDA、手機(jī)和掌上電腦的制造商迫切需要工作在3.0V以下的低功耗串行接口設(shè)備。這些應(yīng)用中的典型是手持PC和筆記本電腦/臺(tái)式機(jī)之間的連接，以及手機(jī)和筆記本電腦/臺(tái)式機(jī)之間的數(shù)據(jù)電纜。但是，如此低的電壓如何在變送器輸出端產(chǎn)生符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的電壓呢？

一種簡(jiǎn)單的解決方案包括一個(gè)基于電感的升壓轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生正電源軌，然后是一個(gè)電荷泵逆變器用于產(chǎn)生負(fù)電源軌。例如，MAX3218升壓轉(zhuǎn)換器在低至+232.1V的電源電壓下提供符合RS-8標(biāo)準(zhǔn)的輸出電平。但是，該拓?fù)溆袔讉€(gè)缺點(diǎn)。

首先，較低的電源電壓需要較高的電源電流來(lái)運(yùn)行串行接口。例如，具有標(biāo)準(zhǔn) 120kΩ/3pF 并聯(lián)負(fù)載的 2500kbps 串行鏈路采用 +50.2V 電源吸收 5mA 電流（圖 1）。對(duì)于串行接口，由此產(chǎn)生的功耗（125mW）相當(dāng)高，并且相關(guān)電感具有非常高的峰值電流。采用MAX3218工作時(shí)，電感要求直流額定電流為350mA。最后，由于額外的噪聲原因，許多工程師不希望在設(shè)計(jì)中使用另一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，尤其是在手機(jī)中，因?yàn)槭謾C(jī)在傳輸過(guò)程中已經(jīng)需要電池的突發(fā)電流。

圖1.MAX3218采用升壓轉(zhuǎn)換器和電荷泵反相器，電源電流隨電源電壓降低而上升。

為什么不采用三電荷泵方法？

三路電荷泵為 RS-232 電源提供了另一種簡(jiǎn)單的方法（圖 2）。第一個(gè)泵將輸入電壓從+2.5V加倍至（理論上）+5V。但是，電荷泵中的歐姆損耗和發(fā)送器中的壓差使該電壓無(wú)法達(dá)到符合±5V RS-232標(biāo)準(zhǔn)的輸出電平。因此，另外兩個(gè)電荷泵用于產(chǎn)生所需的+5V和–5V發(fā)送器輸出電壓。

圖2.由于效率低下，使用三個(gè)電荷泵產(chǎn)生符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送器輸出電壓不適合低功耗RS-232器件。

雖然適用于較高的電源電壓，但這種拓?fù)洳贿m合在低電壓下工作的低功耗RS-232器件。第一個(gè)缺點(diǎn)是效率低。輸入電流為42mA，假設(shè)5kbps數(shù)據(jù)速率所需的發(fā)送器電流為120mA，并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載為3kΩ/2500pF，每個(gè)部分的典型電荷泵效率為80%。雖然只是一階估計(jì)，但輸入電流表明所需的功率電平（105mW）并沒(méi)有比MAX3218有太大的改善。

三電荷泵IC省去了開(kāi)關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器，但其芯片尺寸很大，因?yàn)楣β?a href="http://m.makelele.cn/tags/mosfet/" target="_blank">MOSFET（用于第三電荷泵部分的充電和放電電容器）需要大量的芯片面積。更大的套餐和更高的價(jià)格將是后果。此外，與雙電荷泵方法相比，該器件需要多兩個(gè)外部電容。出于這些原因，Maxim在實(shí)現(xiàn)低電壓、低功耗、串行接口器件方面采取了另一條道路。

表 1.EIA/TIA-562 串行接口標(biāo)準(zhǔn)的電氣規(guī)格（與側(cè)欄中的表 1sb 比較）

Maxim提供各種串行接口IC，工作電源電壓低至2.25V。這些設(shè)備面向掌上電腦、手持式儀器、PDA 和手機(jī)。所有器件均兼容RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)，并符合EIA/TIA-562（發(fā)射器輸出幅度低于5V但高于3.7V）。所有產(chǎn)品均采用雙電荷泵運(yùn)行。這種拓?fù)洳恍枰狣C-DC轉(zhuǎn)換器或三電荷泵，因此工作電流要低得多。這些器件的其他特性包括高ESD保護(hù)和小型封裝。

當(dāng)采用MAX3316E收發(fā)器設(shè)計(jì)時(shí)，上述120kbpsec串行接口電路僅從15.2V電源吸收5mA電流。功耗（37.5mW）僅為MAX30收發(fā)器的3218%，即使負(fù)載（2500pF）是相當(dāng)長(zhǎng)的電纜！大多數(shù)便攜式設(shè)備沒(méi)有連接到具有 15 米電纜的 PC，因此更合理的電纜長(zhǎng)度假設(shè)是 500 米或更短。此類電纜的容性負(fù)載最大值為 8pF，這進(jìn)一步將電源電流降低至 3mA（圖 20），功耗僅為 4mW。規(guī)則很簡(jiǎn)單：短串行數(shù)據(jù)電纜從電源電壓中消耗的電流更少。使用短電纜時(shí)，變送器輸出電壓（遠(yuǎn)高于+4V和低于–562V）符合EIA/TIA-232規(guī)范，并且兼容RS-<>。

圖3.MAX3316E采用2.5V電源吸收低電源電流（左）。其發(fā)射器輸出電壓（右）與RS-232規(guī)范兼容，并符合EIA/TIA-562規(guī)范。

將所有電子設(shè)備放入便攜式設(shè)備，并擺脫活動(dòng)電纜！

個(gè)人數(shù)字助理（PDA）和高端手機(jī)經(jīng)常與筆記本電腦或臺(tái)式計(jì)算機(jī)交換文件。這些設(shè)備中的串行數(shù)據(jù)鏈路經(jīng)常使用，因此在便攜式設(shè)備中包含RS-232收發(fā)器是有意義的。因此，具有RS-232兼容或兼容電壓電平的信號(hào)可以直接在超小型連接器上獲得。電纜連接器內(nèi)不再需要有源電路，因此電路可以是純無(wú)源的。

RS-232收發(fā)器邏輯側(cè)的ESD保護(hù)是另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。一種稱為芯片級(jí)封裝（CSP）的新封裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)盡可能小的IC尺寸，并允許以非常小的電路板面積集成到便攜式設(shè)備中。這種封裝的尺寸并不比芯片本身的尺寸大多少。它通過(guò)以矩陣圖案排列的球形網(wǎng)格粘合到板上。MAX3228E采用新型封裝，具有5x6球柵矩陣和2.5x3mm尺寸。因此，它僅占地7.5mm2。圖4所示為MAX3228E框圖、引腳分配圖，以及IC如何融入便攜式設(shè)備的尺寸圖。只需四個(gè)小型100nF電容即可運(yùn)行內(nèi)部雙級(jí)電荷泵。

圖4.MAX3228包括兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接收器。采用 5x6 網(wǎng)格芯片級(jí)封裝 （CSP），其小尺寸便于在便攜式設(shè)備中使用。

除了帶有兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接收器的MAX3228E外，MAX3229E（采用相同的UCSP封裝）還包括一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接收器。兩者都包括自動(dòng)關(guān)機(jī)?。與數(shù)據(jù)電纜示例中的MAX3388E一樣，MAX3228E包括一個(gè)VL引腳可在低至 1.65V 的電壓下工作，適用于低壓邏輯系統(tǒng)。

盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保持合規(guī)

MAX3228E和MAX3229E（可在CSP中使用）可在寬范圍的電源電壓（+2.5V至+5.5V）下供電。為了保持符合RS-232規(guī)范（假設(shè)VCC足夠高），當(dāng)VCC降至約+3.1V以下時(shí)，每個(gè)設(shè)備的輸出電壓波動(dòng)從“兼容”變?yōu)椤凹嫒荨?。詳?xì)信息如表2所示。降低的輸出電平還通過(guò)降低電源電流來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。

對(duì)于VCC輸入，當(dāng)VCC有噪聲或電源電流發(fā)生階躍變化時(shí)，約400mV的內(nèi)置遲滯可防止輸出電平變化。當(dāng)VCC上升到大約+3.5V以上時(shí)，輸出返回到符合RS-232的電平。此功能允許MAX3228E由單個(gè)Li+電池供電。因此，MAX3228E在電池充滿電時(shí)提供完全兼容的輸出電壓波動(dòng)。當(dāng)電池放電時(shí)，在某個(gè)時(shí)刻，設(shè)備會(huì)自動(dòng)切換到與RS-232兼容的輸出，然后確保串行端口的操作，直到電池完全放電。

表 2.當(dāng)雙電荷泵的雙電荷泵不再提供符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的輸出電壓時(shí)，Maxim收發(fā)器會(huì)自動(dòng)切換到RS-232兼容模式。

兼容，不合規(guī)

節(jié)省電力的簡(jiǎn)單公式是兼容但不一定符合RS-232規(guī)范。要通過(guò)短電纜進(jìn)行通信，不必嚴(yán)格遵循5V輸出電壓幅度，因?yàn)榻邮掌鬏斎腴T(mén)限規(guī)定為+3V和–3V。在短的RS-2電纜中不太可能出現(xiàn)232V壓降！這種情況似乎違反了表232中的RS-1規(guī)范，但請(qǐng)考慮九十年代初創(chuàng)建的電氣規(guī)范，該規(guī)范與RS-232規(guī)范完全兼容。

它被稱為EIA/TIA-562，旨在支持較低電源電壓下的串行數(shù)據(jù)通信，特別是在辦公室、家庭和酒店等安靜環(huán)境中通過(guò)短電纜進(jìn)行通信。它的目標(biāo)是電池供電的便攜式設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的通信。您可以將表562的EIA/TIA-1規(guī)范中的主要參數(shù)與側(cè)邊欄中表232sb的RS-1規(guī)范中的主要參數(shù)進(jìn)行比較。這兩個(gè)規(guī)范都沒(méi)有定義最大電纜長(zhǎng)度，但EIA/TIA的最大容性負(fù)載（1000pF）意味著電纜比RS-232的2500pF更短。

EIA/TIA 最大指定數(shù)據(jù)速率更高 （60kbps），但 120kbps 及以上已在許多應(yīng)用中使用。最小發(fā)射器輸出幅度 （3.7V） 比 RS-1 規(guī)范低 3.232V，并且與安靜環(huán)境和電纜中的低壓降兼容。盡管如此，相對(duì)于+3V和–7V的額定接收器門(mén)限，700.3V仍留出3mV裕量。因此，RS-232接收器在理解來(lái)自EIA/TIA-562發(fā)射器的信號(hào)方面沒(méi)有問(wèn)題。

最大輸出幅度額定值為13.2V，但（如前所述）目標(biāo)是通過(guò)在盡可能低的電壓下操作串行接口來(lái)節(jié)省功耗。實(shí)際上，實(shí)際接收器門(mén)限低于+3V，高于–3V。雖然沒(méi)有具體說(shuō)明，但這一事實(shí)提供了另一個(gè)安全裕度。舊的四通道接收器MC1489具有1.3V和1.0V的典型高低接收器輸入門(mén)限。MAX3225E的門(mén)限額定值為1.5V和1.2V，其他接口器件也是如此。因此，假設(shè)大多數(shù)正閾值低于2.0V，負(fù)閾值高于0V，則允許電纜上出現(xiàn)額外的壓降。

典型數(shù)據(jù)電纜應(yīng)用

在簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)電纜電路（圖5）中，接口驅(qū)動(dòng)器通常放置在插入便攜式設(shè)備的超小型連接器的外殼內(nèi)。（對(duì)于需要較少接收器或發(fā)送器的應(yīng)用，可以使用其他幾種收發(fā)器來(lái)代替MAX3388E。

圖5.MAX3388E的可編程邏輯電壓和第三個(gè)發(fā)送器簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)電纜設(shè)計(jì)，第三個(gè)發(fā)送器用于產(chǎn)生環(huán)形靛藍(lán)（RI）信號(hào)。

之所以選擇MAX3388E作為此示例，是因?yàn)樗峁┝擞兄诮鉀Q邏輯電平等數(shù)據(jù)電纜問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)。RS-232接口設(shè)備的接收器輸出通常在0V和VCC之間擺動(dòng)，如果便攜式設(shè)備中的邏輯I/O在低于VCC的電壓下操作，這可能會(huì)過(guò)大。因此，MAX3388E提供了一個(gè)單獨(dú)的邏輯電源輸入（VL），用于設(shè)置接收器輸出的邏輯高電平和發(fā)射器輸入的閾值電壓。

VL引腳的工作電壓可降至1.8V，并允許靈活地與大多數(shù)便攜式設(shè)備接口。LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）也簡(jiǎn)化了接口，其輸出電壓可以設(shè)置為所需的邏輯電壓擺動(dòng)?；蛘?，您可以通過(guò)齊納二極管或二極管壓降（幾個(gè)串聯(lián)的1N4148）來(lái)穩(wěn)定VL電壓，從而節(jié)省資金。如果超小型連接器上的VCC是恒定的（因?yàn)閮?nèi)部LDO已經(jīng)在穩(wěn)定輸出電壓），那么用電阻分壓器調(diào)節(jié)VL電壓就足夠了。然而，因?yàn)閂L提供接收器輸出，所以該解決方案取決于接收器輸出處的負(fù)載容量和流入移動(dòng)設(shè)備的電流。可能需要低電阻偏差以避免VL引腳上的較大電壓變化。

更多功能助您一臂之力。 . .

MAX3388E中的第三個(gè)發(fā)送器可以產(chǎn)生環(huán)形指示器信號(hào)（RI），向PC或筆記本電腦中的UART發(fā)出警報(bào)。它可以生成中斷，其關(guān)聯(lián)的軟件例程可以為便攜式設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的全雙工通信提供服務(wù)。MAX3388E包含一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，用于為外部電路供電，如底座應(yīng)用中的熱同步電路。它還在RS-232側(cè)和CMOS邏輯側(cè)之間配備了一個(gè)邏輯電平接收器。該邏輯電平接收器配備漏極開(kāi)路輸出，也適用于“熱同步”和其他專用通信。

RS-232側(cè)的所有發(fā)射器和接收器都具有ESD保護(hù)功能，保護(hù)電壓為±15kV。（數(shù)據(jù)電纜的邏輯側(cè)可能需要額外的ESD保護(hù)，如圖6所示。）對(duì)于MAX3238E和MAX3248E RS-232收發(fā)器，邏輯側(cè)和RS-232側(cè)都有ESD保護(hù)。這些設(shè)備在VCC=+3.0V以下保持RS-232兼容，在VCC=+2.7V以下保持RS-232兼容。

小尺寸、低功耗、RS-232兼容器件，采用+5V電壓供電

數(shù)碼相機(jī)、銷售點(diǎn)系統(tǒng)和機(jī)頂盒通常包括一個(gè)RS-232串行接口，采用+5V單電源供電。這些應(yīng)用與短數(shù)據(jù)電纜相處，因此EIA / TIA-562標(biāo)準(zhǔn)完全足夠。其他收發(fā)器圍繞MAX3311E設(shè)計(jì)，適用于這類應(yīng)用。僅+5V器件采用單電荷泵工作，減少了外部電容的數(shù)量，其μMAX封裝占用的電路板空間非常小。這些器件還提供與RS-232兼容的發(fā)射器輸出擺幅。MAX3311E可能是目前功耗最低的串行接口：數(shù)據(jù)速率為120kbps，短電纜電容小于500pF，要求工作電源電流不高于2.5mA！

RS-232收發(fā)器：現(xiàn)代IC的歷史發(fā)展

早期版本的RS-232接口消耗大量功率！20多年前，串行接口通常使用當(dāng)時(shí)可用的標(biāo)準(zhǔn)器件構(gòu)建：四發(fā)射器MC1488和四接收器MC1489。過(guò)去和今天，這些設(shè)備可以從國(guó)家半導(dǎo)體，德州儀器，安森美半導(dǎo)體和其他公司獲得。因?yàn)樗鼈兪怯秒p極硅工藝制造的，所以它們的靜態(tài)電流非常高。

在那些日子里，一對(duì)MC1488/MC1489的功耗超過(guò)700mW！在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，這對(duì)額外的驅(qū)動(dòng)器電流和電纜充電損耗使功耗高達(dá)1W。多年來(lái)，發(fā)射器設(shè)備的一大缺點(diǎn)是要求電源電壓在±12V（大約）左右對(duì)稱。接收器采用+5V單電源供電，因此RS-232端口需要三個(gè)電源電壓。臺(tái)式計(jì)算機(jī)的情況更糟，其兩個(gè)COM接口通常使用標(biāo)準(zhǔn)SN75185驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)，其中包括三個(gè)發(fā)射器和五個(gè)接收器。功耗為1.2W，即使未使用接口也是如此。

RS-232規(guī)范

如果設(shè)計(jì)人員的系統(tǒng)已經(jīng)包括工作在±15V的模擬電路（如運(yùn)算放大器），那么設(shè)計(jì)人員很幸運(yùn)，RS-232電源電壓可以從中得出。另一方面，必要的串行接口電源電壓必須由僅工作在+5V的數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生。畢竟，RS-232規(guī)范要求發(fā)射器輸出端的電壓幅度至少為5V（表1sb）。

請(qǐng)注意，RS-232標(biāo)準(zhǔn)的輸出是反相的：在TTL側(cè)發(fā)送邏輯高電平信號(hào)在RS-232側(cè)產(chǎn)生等于或小于–5V的負(fù)電壓，發(fā)送邏輯低電平信號(hào)產(chǎn)生等于或大于+5V的正電壓。接收器閾值額定為±3V，這為通過(guò)長(zhǎng)電纜傳輸數(shù)據(jù)提供了裕量，并提高了抗失真的能力。

表 1sb. RS-232 串行接口標(biāo)準(zhǔn)中的選定電氣規(guī)格。

許多人仍然認(rèn)為RS-232發(fā)射器必須提供±12V。這些級(jí)別多年來(lái)一直是非官方標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兺ǔＲ呀?jīng)可用于模擬電路或計(jì)算機(jī)中的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器?！?2V電源軌很方便，但并非絕對(duì)必要，如表1sb所示。

提供剛好足夠的輸出電壓就足夠了。如果輸出達(dá)到所需的最小幅度232V，則RS-5接口完全符合其規(guī)格，因此±6V電源對(duì)于輸出級(jí)壓降很小的發(fā)送器來(lái)說(shuō)可能足夠了。另一方面，±12V電源軌可以為工業(yè)環(huán)境中通過(guò)長(zhǎng)電纜傳輸數(shù)據(jù)提供額外的抗噪性。

然而，當(dāng)今大多數(shù)RS-232通信需要小于三米的電纜，例如，將手機(jī)或PDA底座連接到筆記本電腦，或?qū)⑿⌒蚉BX連接到臺(tái)式PC。這些應(yīng)用駐留在辦公室或家中，因此抗噪性不是一個(gè)大問(wèn)題。請(qǐng)注意，RS-232標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了最大負(fù)載電容（2500pF），而不是最大電纜長(zhǎng)度。因此，即使對(duì)于電容為100pF/m的廉價(jià)接口電纜，長(zhǎng)達(dá)25米的電纜也應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。

第一個(gè)挑戰(zhàn)：擺脫大電源！

當(dāng)Maxim在232年代中期發(fā)布MAX1980收發(fā)器時(shí)，沒(méi)有人知道它會(huì)變得多么成功。如今，它由10多家制造商提供，每年的銷量為數(shù)百萬(wàn)。其主要特性是+5V單電源供電能力，因此不再需要對(duì)稱的雙極性電源電壓。然而，其輸出提供的信號(hào)符合RS-232規(guī)范。

這種IC設(shè)計(jì)背后的簡(jiǎn)單想法是集成電荷泵。圖1sb顯示了內(nèi)部電荷泵，它在第一級(jí)中使輸入電壓加倍，然后在第二級(jí)中將其反相。這樣，它從+5V輸入獲得+10V的雙倍電壓（理論上），然后獲得–10V的反相電壓（理論上也是如此）。實(shí)際上，歐姆損耗和開(kāi)關(guān)損耗將MAX232的典型輸出擺幅減小至約±8V。如今，MAX232電路是Maxim提供的100多種RS-232器件的基礎(chǔ)電路。

圖 1sb.MAX232型RS-232收發(fā)器中的發(fā)送器輸出級(jí)從內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生的V+和V-電壓得出正電平和負(fù)電平。

下一個(gè)挑戰(zhàn)：+3.3V單電源

隨著邏輯電源電壓降至3.3V，雙級(jí)電荷泵的便捷解決方案突然變得過(guò)時(shí)。MAX232不能工作在+3.3V電壓，不定時(shí)在+6.6V電壓。從理論上講，用電荷泵將低電壓加倍并反相將產(chǎn)生±1.3V的對(duì)稱電源軌，但內(nèi)部電荷泵晶體管和發(fā)射器輸出級(jí)的損耗太高，無(wú)法提供符合表3sb所列規(guī)格的輸出幅度。另請(qǐng)注意，具有高容差（±10%）的+3.0V電源僅提供+<>.<>V的最小電源軌。

Maxim相應(yīng)地設(shè)計(jì)了下一代器件，這些器件也可從其他制造商處獲得。幾乎所有此類IC都具有符合IEC15-1000-4標(biāo)準(zhǔn)的低電源電流和±2kV ESD保護(hù)。新器件具有高性能電荷泵，開(kāi)關(guān)晶體管損耗非常低，其發(fā)射器輸出級(jí)具有低壓差。因此，該系列的成員可在低至+3.0V的電源電壓下工作。例如，MAX3225E包含兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接收器，在功能上與舊的MAX232相似。但是，該系列的IC具有新功能，使設(shè)計(jì)人員的工作更加輕松。

電源電壓范圍為+3.0V至+5.5V，允許該器件用于+3.3V或+5V系統(tǒng)。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，大型制造商只需要認(rèn)證一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-232部件。

穩(wěn)壓電荷泵可節(jié)省發(fā)送器電流。節(jié)省功耗的一個(gè)小而有效的技巧是限制發(fā)射器輸出電壓。遺憾的是，設(shè)計(jì)人員對(duì)端接驅(qū)動(dòng)器輸出的電阻沒(méi)有影響，該電阻的額定值為3kΩ至7kΩ。數(shù)據(jù)手冊(cè)通常規(guī)定發(fā)送器的最大負(fù)載為3kΩ。終端電阻的功耗為P綜合安全分遣隊(duì)= V2/R術(shù)語(yǔ).因此，限制輸出電壓是有意義的，在這個(gè)等式中，輸出電壓的冪為2！

Maxim的低壓RS-232器件具有輸出電壓控制功能。請(qǐng)注意，較高的電源電壓允許電荷泵中的開(kāi)關(guān)活動(dòng)更少。內(nèi)部電荷泵通過(guò)脈沖控制產(chǎn)生±6V，與電源電壓無(wú)關(guān)。低壓差發(fā)射器輸出級(jí)提供±5.5V的電壓，但符合RS-232規(guī)范。這些級(jí)提供了令人印象深刻的輸出電壓隨負(fù)載電容不變性，即使在數(shù)據(jù)速率高于 1Mbit/s 時(shí)也是如此（圖 2sb）。MAX232的8V輸出幅度在終端電阻中耗散21.3mW，輸出電壓控制將功耗降至10mW，節(jié)省50%以上的功耗！

圖 2sb. MAX3225E發(fā)送器輸出即使在232Mbit/s數(shù)據(jù)速率和1pF負(fù)載電容下仍符合RS-2000規(guī)范。

關(guān)掉它！

省電關(guān)機(jī)模式自動(dòng)關(guān)機(jī)和自動(dòng)關(guān)機(jī)?增強(qiáng)?型無(wú)需軟件幫助即可運(yùn)行。例如，自動(dòng)關(guān)斷是電壓觸發(fā)的。當(dāng)超過(guò)30μs后RS-232輸入端沒(méi)有有效電壓電平時(shí)，該器件關(guān)斷，這通常發(fā)生在電纜未連接或另一側(cè)的發(fā)送器關(guān)閉時(shí)。一旦其中一個(gè)接收器出現(xiàn)有效電壓，該器件就會(huì)喚醒并立即準(zhǔn)備好工作。

這種關(guān)斷模式有兩個(gè)注意事項(xiàng)：首先，只要其中一個(gè)RS-232接收器輸入端存在有效電壓，該器件就不會(huì)關(guān)斷。當(dāng)另一側(cè)的發(fā)射電壓未正確關(guān)閉時(shí)，這可能是一個(gè)問(wèn)題，結(jié)果可能是連續(xù)的有效信號(hào)，阻止器件進(jìn)入節(jié)流模式。其次，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要喚醒該部分。

AutoShutdownPlus修復(fù)了AutoShutdown的缺點(diǎn)。它監(jiān)控RS-232側(cè)的接收器輸入和TTL側(cè)的發(fā)射器輸入。其邊緣觸發(fā)操作對(duì)連續(xù)信號(hào)沒(méi)有問(wèn)題。當(dāng)超過(guò) 30 秒且無(wú)接收或發(fā)送活動(dòng)時(shí)，該器件將進(jìn)入關(guān)斷模式。然后，RS-232輸入端或發(fā)射器TTL側(cè)輸入端的邊沿導(dǎo)致器件喚醒。

審核編輯：郭婷