19-0497; Rev 0; 2/98 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX3471は、リチウムバッテリ駆動によるRS-485/ RS-422アプリケーション用のハーフデュープレックス トランシーバです。レシーバをイネーブルし、ドライバ をディセーブルした状態における消費電流は、3.6Vの 単一電源で僅か1.6µA(typ)となっています。このデバ イスの電源範囲は2.5V∼5.5Vと広くなっているため、 リチウムバッテリの寿命を通じて動作を保証します。 ◆ 消費電流:1.6µA(レシーバイネーブル時) ◆ 電源:+2.5V∼+5.5V単一 ◆ 真のフェイルセイフレシーバ入力 ◆ パッケージ:µMAX ◆ 1/8ユニット負荷レシーバ入力 ◆ コモンモード入力電圧範囲:-7V∼+10V このデバイスはレシーバ入力がオープン又は短絡の時 にロジックハイのレシーバ出力を保証するフェイル セーフ動作を特長としています。この場合、終端バス 上の全てのトランスミッタがディセーブルされると(ハイ インピーダンスになると)、レシーバ出力がロジックハイ に設定されます。MAX3471には1/8ユニット負荷の 入力抵抗が存在します。ドライバ出力がイネーブルの 時、VCC以上又はGND以下にプルされると、内部回路 によって電池の逆充電が防止されます。 型番 ___________________________________ PART TEMP. RANGE MAX3471CUA 0°C to +70°C 8 µMAX PIN-PACKAGE MAX3471EUA -40°C to +85°C 8 µMAX ピン配置 _______________________________ MAX3471は8ピンµMAXパッケージで提供されています。 TOP VIEW アプリケーション _______________________ リモートメータ読取り バッテリ駆動差動通信 RO 1 8 VCC RE 2 7 B DE 3 6 A DI 4 5 GND MAX3471 レベルトランスレータ mMAX 標準アプリケーション回路 __________________________________________________________ VCC B DI VCC VCC 0.1mF B DE D D A DE RO RE A B R GND A B VCC GND DI DE RO RE R VCC RO RE GND R D REMOTE UNIT A DI R D DI CENTRAL UNIT DE RO RE MAX3471 REMOTE UNIT REMOTE UNIT TYPICAL HALF-DUPLEX RS-485 NETWORK ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。http://www.maxim-ic.com MAX3471 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ MAX3471 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Note 1) Supply Voltage (VCC) ..............................................................7V Control Input Voltage (RE, DE)...................-0.3V to (VCC + 0.3V) Driver Input Voltage (DI).............................-0.3V to (VCC + 0.3V) Driver Output/Receiver Input Voltage (A, B).....................±10.5V Receiver Output Voltage (RO)....................-0.3V to (VCC + 0.3V) Continuous Power Dissipation µMAX (derate 4.5mW/°C above +70°C) ......................362mW Operating Temperature Ranges MAX3471CUA .....................................................0°C to +70°C MAX3471EUA ..................................................-40°C to +85°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +160°C Lead Temperature (soldering, 10sec) .............................+300°C Note 1: All currents into the device are positive; all currents out of the device are negative. All voltages are referred to device ground unless otherwise noted. Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VCC = +2.5V to +5.5V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at VCC = +3.6V and TA = +25°C.) (Note 1) PARAMETER SYMBOL Differential Driver Output (no load) VOD1 Differential Driver Output (with load) Change in Magnitude of Differential Output Voltage (Note 2) Driver Common-Mode Output Voltage Change in Magnitude of Common-Mode Voltage (Note 2) VOD2 CONDITIONS Figure 1 TYP R = 750Ω (RS-422) 1.5 3.28 R = 27Ω (RS-485) 0.2 0.83 R = 27W (RS-485), VCC = 5V, TA = +25°C ∆VOD Figure 1, R = 750Ω or 27Ω VOC Figure 1, R = 750Ω or 27Ω ∆VOC Figure 1, R = 750Ω or 27Ω VIH DE, DI, RE Input Low Voltage VIL DE, DI, RE DI Input Hysteresis VHYS Input High Voltage MIN Figure 1 (R = open) MAX UNITS VCC V V 1.5 0.2 0.6 x VCC 0.2 0.7 x VCC IIN1 DE, DI, RE Input Current (A and B), Half Duplex IIN2 DE = GND, VCC = GND or 5.5V Driver Short-Circuit Output Current (Note 3) IOSD -7V ≤ VOUT ≤ 10V Receiver Differential Threshold Voltage VTH -7V ≤ VCM ≤ 10V 0.3 x VCC ±0.001 V ±1 0.105 VIN = -7V -0.075 VCC ≤ 3.6V -60 60 VCC ≤ 5.5V -130 130 -250 V mV VIN = 10V -450 V V 100 Input Current V -50 µA mA mA mV Receiver Input Hysteresis ∆VTH VCM = 0 Receiver Output High Voltage VOH IO = -0.8mA, VID = -50mV Receiver Output Low Voltage VOL IO = 2.2mA, VID = -450mV 0.4 V Three-State Current at Receiver Output IOZR 0 ≤ VO ≤ VCC ±1 µA Receiver Input Resistance RIN -7V ≤ VCM ≤ 10V 2 32 mV VCC - 0.4 96 _______________________________________________________________________________________ V kW 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ (VCC = +2.5V to +5.5V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at VCC = +3.6V and TA = +25°C.) (Note 1) PARAMETER Receiver Output Short-Circuit Current Supply Current SYMBOL IOSR ICC CONDITIONS 0 ≤ VRO ≤ VCC VCC ≤ 3.6V, no load, RE = DI = GND or VCC, VA = VB = 0 VCC ≤ 5.5V, no load, RE = DI = GND or VCC, VA = VB = 0 MIN TYP MAX VCC ≤ 3.6V -20 50 VCC ≤ 5.5V -40 110 DE = VCC 50 60 DE = GND 1.6 2 DE = VCC 83 100 DE = GND 2.8 4 UNITS mA µA SWITCHING CHARACTERISTICS (VCC = +2.5V to +5.5V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at VCC = +3.6V and TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 2.00 µs Driver Input to Output Propagation Delay tDPLH, tDPHL Figures 3 and 5, RDIFF = 1.5kW, CL1 = CL2 = 100pF 1.40 Driver Output Skew (tDPLH - tDPHL) tDSKEW Figures 3 and 5, RDIFF = 1.5kW, CL1 = CL2 = 100pF 0.025 Driver Rise or Fall Time tDR, tDF Figures 3 and 5, RDIFF = 1.5kW, CL1 = CL2 = 100pF 0.75 µs 1.34 1.75 µs Driver Enable Time to Output High tDZH Figures 4 and 6, CL = 100pF, S2 closed, S1 open 1.5 6.00 µs Driver Enable Time to Output Low tDZL Figures 4 and 6, CL = 100pF, S1 closed, S2 open 0.86 4.00 µs Driver Disable Time from Low tDLZ Figures 4 and 6, CL = 15pF, S1 closed, S2 open 0.4 1.5 µs Driver Disable Time from High tDHZ Figures 4 and 6, CL = 15pF, S2 closed, S1 open 0.6 1.5 µs Receiver Input to Output Propagation Delay tRPLH 5.2 12 6.4 12 Differential Receiver Skew (tRPLH - tRPHL) tRPHL tRSKEW Figures 7 and 9, CL = 15pF, |VID| = 2V 1.2 Figures 7 and 9, |VID| = 2V µs µs Data Rate fMAX Figure 9, CL = 100pF 64 kbps Receiver Enable Time to Output Low tRZL Figures 2 and 8, CL = 15pF, S1 closed, S2 open 70 500 ns Receiver Enable Time to Output High tRZH Figures 2 and 8, CL = 15pF, S2 closed, S1 open 85 500 ns Receiver Disable Time from Low tRLZ Figures 2 and 8, CL = 15pF, S1 closed, S2 open 50 200 ns Receiver DisableTime from High tRHZ Figures 2 and 8, CL = 15pF, S2 closed, S1 open 35 200 ns Note 1: All currents into the device are positive; all currents out of the device are negative. All voltages are referred to device ground unless otherwise noted. Note 2: DVOD and DVOC are the changes in magnitude of VOD and VOC, respectively, when the DI input changes state. Note 3: Maximum and minimum current levels apply to peak current just prior to foldback-current limiting. _______________________________________________________________________________________ 3 MAX3471 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) 標準動作特性 ______________________________________________________________________ (VCC = +3.6V, TA = +25°C, unless otherwise noted.) OUTPUT CURRENT vs. RECEIVER OUTPUT HIGH VOLTAGE 30 VCC = 5V 20 15 VCC = 3.6V VCC = 5V 12 10 8 6 10 4 5 2 VCC = 3.6V 4.0 VCC = 3.6V 3.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 OUTPUT HIGH VOLTAGE (V) TEMPERATURE (°C) RECEIVER OUTPUT LOW VOLTAGE vs. TEMPERATURE DRIVER OUTPUT CURRENT vs. DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE DRIVER DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE vs. TEMPERATURE VCC = 3.6V 80 60 VCC = 5V 40 30 25 20 15 5 0 0 0 25 50 75 100 VCC = 3.6V 10 20 -25 VCC = 5V MAX3471toc06 VCC = 5V 1.2 1.0 0.8 VCC = 3.6V 0.6 0.4 RDIFF = 54W 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 -50 -25 60 VCC = 5V 3.5 VCC = 3.6V 2.5 2.0 1.5 1.0 25 50 75 100 125 OUTPUT CURRENT vs. DRIVER OUTPUT LOW VOLTAGE (VCC = 3.6V) 30 VCC = 3.6V 25 OUTPUT CURRENT (mA) 50 OUTPUT CURRENT (mA) VCC = 5V 0 TEMPERATURE (°C) OUTPUT CURRENT vs. DRIVER OUTPUT LOW VOLTAGE (VCC = 5V) MAX3471toc07 5.0 3.0 1.4 DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (V) DRIVER DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE vs. TEMPERATURE 4.0 1.6 0 TEMPERATURE (°C) 4.5 1.8 0.2 0 125 2.0 MAX3471toc08 100 35 DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (V) 120 40 MAX3471toc05 MAX3471toc04 LOAD = 2.2mA 40 30 20 20 15 10 5 10 0.5 VCC = 5V 4.5 OUTPUT LOW VOLTAGE (V) 140 -50 5.0 3.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 DRIVER OUTPUT CURRENT (mA) 0 RDIFF = 1.5kW 0 0 0 -50 -25 0 25 50 75 TEMPERATURE (°C) 4 LOAD = 0.8mA 0 0 RECEIVER OUTPUT VOLTAGE (mV) 14 MAX3471toc03 16 5.5 MAX3471toc09 25 18 OUTPUT CURRENT (mA) 35 MAX3471toc02 40 OUTPUT CURRENT (mA) 20 MAX3471toc01 45 RECEIVER OUTPUT HIGH VOLTAGE vs. TEMPERATURE RECEIVER OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT CURRENT vs. RECEIVER OUTPUT LOW VOLTAGE DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (V) MAX3471 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ 100 125 0 1 2 3 4 5 6 7 OUTPUT LOW VOLTAGE (V) 8 9 10 0 2 4 6 8 OUTPUT LOW VOLTAGE (V) _______________________________________________________________________________________ 10 12 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ (VCC = +3.6V, TA = +25°C, unless otherwise noted.) 30 25 20 15 10 SUPPLY CURRENT (mA) 20 15 10 80 VCC = 5.5V 70 VCC = 5.0V MAX3471toc12 VCC = 3.6V OUTPUT CURRENT (mA) 35 90 MAX3471toc11 VCC = 5V 60 50 VCC = 3.6V 40 30 VCC = 2.5V 20 5 10 5 0 -6 -4 -2 0 2 4 -12 6 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 VCC = 5.5V 25 50 75 100 125 DRIVER PROPAGATION DELAY (tDPHL, tDPLH) vs. TEMPERATURE 1.5 MAX3471toc13 3.0 VCC = 5.0V 2.0 VCC = 3.6V 1.5 VCC = 2.5V VCC = 3.6V, RDIFF = 1.5kW 1.4 PROPAGATION DELAY (ms) SUPPLY CURRENT (mA) 0 TEMPERATURE (°C) NO-LOAD SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE (DE = GND) 1.0 -25 OUTPUT HIGH VOLTAGE (V) OUTPUT HIGH VOLTAGE (V) 2.5 -50 4 0.5 MAX3471toc14 -8 VCC = 5V, RDIFF = 1.5kW 1.3 1.2 1.1 VCC = 5V, RDIFF = 54W 1.0 VCC = 3.6V, RDIFF = 54W 0.9 0.8 CL1 = CL2 = 100pF DE = GND 0 0.7 -50 -25 0 25 50 75 100 125 -40 -20 0 TEMPERATURE (°C) RECEIVER PROPAGATION DELAY (tPLH) vs. TEMPERATURE VCC = 3.6V 4 VCC = 5V 3 2 -20 0 20 80 100 7.0 VCC = 3.6V 6.5 6.0 5.5 5.0 VCC = 5V 4.5 4.0 CIRCUIT OF FIGURE 9 CL = 100pF |VID| = 2V -40 60 7.5 PROPAGATION DELAY (ms) 5 0 40 RECEIVER PROPAGATION DELAY (tPHL) vs. TEMPERATURE MAS3471toc15 6 1 20 TEMPERATURE (°C) MAX3471toc16 -12 -10 DE = VCC 0 0 PROPAGATION DELAY (ms) OUTPUT CURRENT (mA) 25 MAX3471toc10 45 40 NO-LOAD SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE (DE = VCC) OUTPUT CURRENT vs. DRIVER OUTPUT HIGH VOLTAGE (VCC = 3.6V) OUTPUT CURRENT vs. DRIVER OUTPUT HIGH VOLTAGE (VCC = 5V) |VID| = 2V CL = 100pF 3.5 3.0 40 60 TEMPERATURE (°C) 80 100 -40 -20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) _______________________________________________________________________________________ 5 MAX3471 標準動作特性(続き)_________________________________________________________________ MAX3471 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ 標準動作特性(続き)_________________________________________________________________ (VCC = +3.6V, TA = +25°C, unless otherwise noted.) DRIVER PROPAGATION DELAY RECEIVER PROPAGATION DELAY MAX3471toc17 MAX3471toc18 B A (2V/div) (2V/div) A B DI (2V/div) DI (2V/div) A-B (2V/div) RO (2V/div) A-B (1V/div) 400ns/div 1ms/div R = 1.5kW, CL = 100pF 端子説明 __________________________________________________________________________ 端子 名称 機 能 1 RO レシーバ出力。REがローでA - B≧-50mVになると、ROがハイになり、A - B≦-450mVになるとROがローになります。 2 RE レシーバ出力イネーブル。ROをイネーブルするには、REをローで駆動します。ROは、REがハイの時にハイインピーダンスになります。 3 DE ドライバ出力イネーブル。ドライバ出力をイネーブルするには、DEをハイで駆動します。これらの出力は、 DEがローの時にハイインピーダンスになります。 4 DI ドライバ入力。DEがハイでDIがローの時、非反転出力がローに、反転出力がハイになります。DIがハイの時 は、非反転出力がハイに、反転出力がローになります。 5 GND 6 A 非反転ドライバ出力及び非反転レシーバ入力 7 B 8 VCC 反転ドライバ出力及び反転レシーバ入力 正電源:+2.5V≦VCC≦+5.5V グランド 詳細 ___________________________________ MAX3471ハーフデュープレックストランシーバの消費 電流は、+3.6Vの単一電源で僅か1.6µAです。電源範囲 は2.5V∼5.5Vと広くなっているため、リチウムバッテリ の寿命を通じて動作を保証します。このデバイスは ドライバとレシーバを1つずつ備えています。レシーバ 入力をオープン/短絡した時、又は全部のドライバを ディセーブルした状態でレシーバ入力を終端伝送ライン に接続した時は、フェイルセイフレシーバ入力によって ロジックハイレシーバ出力が保証されるようになって います。スルーレート低減ドライバはEMIを最小にし、 終端の不適切なケーブルによる反射を低減するため、 64kbpsまでのデータ伝送でエラーが発生することは ありません。 レシーバ入力のフィルタリング MAX3471のレシーバは64kbpsまで動作し、入力ヒス テリシスの他に入力フィルタリングがされています。 6 差動信号の立上り時間及び立下り時間が非常に遅い 場合は、このフィルタリングによって耐ノイズ性が 向上します。 MAX3471はレシーバ入力をオープン/短絡した場合、 又は全部のドライバをディセーブルした状態でレシーバ 入力を終端伝送ラインに接続した場合に、フェイル セイフレシーバ入力によってレシーバ出力をロジック ハイに保証しています。これはレシーバのスレッショ ルドを-50mV∼-450mVの範囲内に設定することに よって達成しています。差動レシーバ入力電圧(A-B) が-50mV以上の時は、ROがロジックハイになります。 A-Bが-450mV以下の時は、ROがロジックローになり ます。全部のトランスミッタをディセーブルした状態 でバスを終端した場合は、この終端によってレシーバ の差動入力電圧が0Vになります。この結果MAX3471の レシーバスレッショルドによって、最小ノイズマージン 50mVでロジックハイになります。 _______________________________________________________________________________________ 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ MAX3471 表1. 送信時 表2. 受信時 INPUTS OUTPUTS INPUTS OUTPUT RE DE DI B A RE DE A-B RO X 1 1 0 1 0 0 ≥ -0.05V 1 X 1 0 1 0 0 0 ≤ -0.45V 0 0 0 X ZD ZD 0 0 Open/Shorted 1 1 0 X ZD ZD 1 0 X Z ZD = ドライバ出力ディセーブル X = 任意 Z = レシーバ出力ハイインピーダンス アプリケーション情報 ___________________ EMI及び反射の低減 バス上のトランシーバ MAX3471は、通常、低速・低電力システムで使用される 未終端バス用として最適化されています。+2.5V電源 では8つまでの標準負荷を駆動できます(例えば、64個 の MAX3471又 は 5 6個 の MAX3471+1個 の 標 準 負荷)。駆動能力は、電源と共に大幅に増大します。 例えば+5V電源の場合、MAX3471はRS-485ドライバ 出力仕様(54Ωの差動終端で1.5V)を満たします。「標準 動作特性」を参照してください。 A MAX3471はスルーレート制限されているため、EMIを 最小に抑えることができ、不適切なケーブル終端に よって発生する反射を低減しています。一般にトランス ミッタの立上り時間は、僅かな波形反射で駆動される 未終端ケーブルの分岐線の長さに直接関係します。この 関係を式で表すと次のようになります。 長さ = tRISE / (10 x 1.5ns/foot) ここで、tRISEはトランスミッタの立上り時間を示します。 例えば、MAX3471の立上り時間は通常1.3µsで、82 フィートまでの分岐線で優れた波形を示します。一般 に、UARTによるサンプリングの前に波形が安定すると、 これよりも長い未終端分岐線でよりひどい反射が起こっ たとしても、システムは正常に動作します。 R ドライバの出力保護 VOD R 障害やバスの競合が原因となる出力の過電流や過電力 消費は、フの字電流制限で防止しています。出力段の フの字電流制限は、コモンモード電圧範囲の短絡回路 に対する保護機能を提供します(「標準動作特性」参照)。 VOC B 図1. ドライバのDCテスト負荷 VCC S1 RECEIVER OUTPUT TEST POINT VCC DE 1k CL1 A DI CL S2 図2. レシーバのイネーブル/ディセーブルタイミング テスト負荷 VO DRIVER B RDIFF CL2 図3. ドライバのテスト回路 _______________________________________________________________________________________ 7 MAX3471 1.6µA、RS-485/RS-422、ハーフデュープレックス バッテリ駆動システム用、差動トランシーバ V CC DI 0V VCC S1 V CC 2 V CC 2 t DPLH 12k B OUTPUT UNDER TEST t DPHL VO A 1/2 V O 1/2 V O CL V DIFF = V (A) - V (B) VO VDIFF 0V -VO S2 90% 10% 90% t DR 10% t DF t DSKEW = (t DPLH - t DPHL ) 図4. ドライバのイネーブル/ディセーブルタイミング テスト負荷 V CC DE 0V V CC 2 V CC 2 t DZL t DLZ V CC 2 OUTPUT NORMALLY LOW V TEST A, B VOL VOL + 0.5V V OH RO V OL 1.4V 1.4V OUTPUT t RPHL t RPLH A INPUT B OUTPUT NORMALLY HIGH VOH A, B 0V 図5. ドライバの差動伝播遅延及び立上り/立下り時間 VOH - 0.5V V CC 2 t DZH t DHZ | V ID | = 2V V TEST = 0.91V CC t RSKEW = (t RPLH = t RPHL ) 図6. ドライバのイネーブル及びディセーブル時間 V CC RE 0V V CC 2 図7. レシーバの伝播遅延 V CC 2 t RZL VID t RLZ VCC RO VOL 1.4V OUTPUT NORMALLY LOW VOH RO 0V OUTPUT NORMALLY HIGH A RECEIVER OUTPUT RECEIVER CL RE VOL + 0.5V VOH - 0.5V 1.4V t RZH B t RHZ 図9. レシーバの伝播遅延及び最大データレート テスト回路 チップ情報 _____________________________ 図8. レシーバのイネーブル及びディセーブル時間 TRANSISTOR COUNT: 351 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16(ホリゾン1ビル) TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します 8 _____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 © 1998 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.
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