穩(wěn)健而可靠的總線節(jié)點設(shè)計通常需要使用外部瞬態(tài)保護器件,以抑制工業(yè)環(huán)境中可能出現(xiàn)的 EFT 和浪涌瞬變。因為這些瞬變的頻率帶寬較寬(大約 3MHz 至 3GHz),因此在 PCB 設(shè)計過程中必須應(yīng)用高頻布局技術(shù)。
- 將保護電路放置在靠近總線連接器的位置,以防止噪聲瞬變進入電路板。
- 使用 VCC 和接地層來提供低電感。高頻電流會沿著電感最小的路徑(而非阻抗最小的路徑)流動。
- 將保護元件設(shè)計成信號路徑的方向。不得將瞬態(tài)電流從信號路徑強行轉(zhuǎn)移至保護器件。
- 盡可能靠近電路板上收發(fā)器、UART 和控制器 IC 的 VCC 引腳放置 100nF 至 220nF 的旁路電容器。
- 當旁路電容器和保護器件連接 VCC 和接地端時,應(yīng)至少使用兩個過孔以最大限度地減小有效過孔電感。
- 為使能線路使用 1kΩ 至 10kΩ 的上拉或下拉電阻器,從而在瞬態(tài)事件期間限制這些線路中的噪聲電流。
- 如果 TVS 鉗位電壓高于收發(fā)器總線引腳的指定最大電壓,則在 A 和 B 總線線路中插入串聯(lián)防脈沖電阻器。這些電阻器可限制進入收發(fā)器的剩余鉗位電流并防止其鎖存。
- 雖然純 TVS 保護足以應(yīng)對高達 1kV 的浪涌瞬態(tài),但更高的瞬態(tài)需要金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 將瞬態(tài)降低到幾百伏的鉗位電壓,以及瞬態(tài)阻斷單元 (TBU) 將瞬態(tài)電流限制在 200mA。