武漢波仕電子公司   

如果您的計(jì)算機(jī)或者您的設(shè)備有RS-232口，要進(jìn)行安全而可靠的RS-232通信，就要為您的應(yīng)用選擇正確的RS-232隔離器。是只隔離收發(fā)地還是隔離全信號(hào)？要1路還是多路？要普通光電隔離還是高電壓隔離？是要外部供電還是無須供電？是高速還是低速？本文就通過介紹波仕電子的幾種常用的RS-232隔離器的分類幫助讀者正確選擇產(chǎn)品。

1、高速與低速：數(shù)據(jù)的傳輸速率

    串行通信的傳輸受到通信雙方配備性能及通信線路的特性所左右，收、發(fā)雙方必須按照同樣的速率進(jìn)行串行通信，即收、發(fā)雙方采用同樣的數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)傳輸率批量的是串行通信中每一秒所傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位是bit/s，簡寫為bps。經(jīng)常可以看到產(chǎn)品的規(guī)格書上都寫著4800bps、9600bps、19200bit/s、38400bit/s······，所指的就是數(shù)據(jù)傳輸率。在異步串行通信中，每傳送一個(gè)字符需要8位，如果采用數(shù)據(jù)傳輸率4800bit/s進(jìn)行傳送，則每秒可以傳送600個(gè)字符。

    就儀器或工業(yè)場合來說，4800bit/s、9600bit/s是最常見的數(shù)據(jù)傳輸率，現(xiàn)在的個(gè)人計(jì)算機(jī)所提供的串行端口的數(shù)據(jù)傳輸率最高都可達(dá)到115200bit/s，若傳輸距離較近而設(shè)備也提供時(shí)，使用最高的數(shù)據(jù)傳輸率也可以。最高通信速率為19200bps的轉(zhuǎn)換器我們歸類為“低速”、最高通信速率為115200bps的轉(zhuǎn)換器我們歸類為“高速”。一般低速的隔離器無需供電，高速的隔離器需要5V供電，其中BS232HA可以達(dá)到最高500Kbps。

2、隔離電壓：接口的耐高電壓保護(hù)

RS-232通信距離可以達(dá)到最遠(yuǎn)15米，相互通信的雙方會(huì)存在較大的地電位差以及各種各樣的干擾信號(hào)，會(huì)影響通信。采用光電隔離可有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。光電隔離技術(shù)是破壞"地"干擾途徑的抗干擾方法，硬件上常用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)電→光→電的隔離，他能有效地破壞干擾源的進(jìn)入，可靠地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離，并易構(gòu)成各種功能狀態(tài)。

波仕電子的光電隔離轉(zhuǎn)換器可以耐2500V電壓，三向隔離的耐5000V電壓，而空間隔離器可以耐30KV電壓。

光電耦合器件是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)組裝在一起，通過光線實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成電一光和光一電的轉(zhuǎn)換器件。

光電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種噪聲干擾，使通道上的信號(hào)噪聲比大為提高，主要有以下幾方面的原因： (1) 光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的噪聲電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑制掉了。(2) 光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾噪聲都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。

由于光電耦合器或者磁電耦合器均是一個(gè)集成電路，而集成電路內(nèi)部空間小，所以隔離電壓有限。我們常用的光電耦合器，采用的是標(biāo)準(zhǔn)DIP6或者DIP8封裝，整個(gè)外形尺寸不到8×8mm，內(nèi)部硅片的尺寸更加小，隔離電壓最高只能到2500V。磁電耦合器也是一片集成電路，指標(biāo)號(hào)稱6000V隔離電壓，但是實(shí)際隔離電壓不見得比光電耦合器強(qiáng)多少。如果想增加隔離電壓，就不能夠使用光電耦合器或者磁電耦合器。隔離電壓，也稱為放電電壓或者擊穿電壓，是指相互隔離的雙方加上一個(gè)電壓差，當(dāng)這個(gè)電壓差大到某個(gè)數(shù)值時(shí)，隔離的雙方會(huì)產(chǎn)生放電或者擊穿而不再隔離。 在均勻電場，氣壓為1個(gè)大氣壓、溫度為20℃ 的條件下，空氣擊穿電壓與極間距離關(guān)系圖。距離越大，則隔離電壓越大，基本上是成正比例關(guān)系，大約為30kV/cm。圖中可查出，1cm的擊穿電壓為30kV，5cm的擊穿電壓為150kV。      

波仕電子的BS232K型RS-232空間隔離器是一種全新的RS-232隔離器，不用光電耦合器、也不用磁電耦合器，而是從空間上將兩個(gè)RS-232口之間隔開1cm以上。 在這1cm空間中分為上下兩層，傳播是激光的偏振光，實(shí)際上在這個(gè)空間內(nèi)什么物質(zhì)也沒有，除了空氣。距離越大，則隔離電壓越大，基本上是成正比例關(guān)系，大約為30kV/cm，所以BS232K可以實(shí)現(xiàn)RS-232串行口的30KV電壓隔離、而且無需供電。

3、有源與無源：是否需要外接電源

波仕電子發(fā)明了無源的RS-232隔離器，直接從RS-232的信號(hào)線中提取供電電壓，也稱為RS-232竊電技術(shù)。波仕的竊電技術(shù)能夠提供足夠高的功率，不僅可以驅(qū)動(dòng)RS-232光電隔離器，甚至RS-232到光纖的轉(zhuǎn)換器。由于RS-232到光纖的無源轉(zhuǎn)換器，包括普通石英玻璃光纖轉(zhuǎn)換器OPT232和塑料光纖轉(zhuǎn)換器OPF232，可以做到高速115.2Kbps，所以可以變相實(shí)現(xiàn)RS-232的無源高速光電隔離而且是可以隔離超高電壓的。只有足夠的竊電功率才能夠保證RS-232的可靠通信。而外接電源一般是高速光隔轉(zhuǎn)換器（BS232HA、BS232HC9）才需要，再就是一些特殊用途的情況，比如RS-232口的電壓明顯偏低的情況。型號(hào)為BS232V9的隔離器是比較特殊的：有源/無源通用。這是指BS232V9當(dāng)RS-232的電壓偏低時(shí)（低于5V）需要外接5V電源，如果有9V或者以上的標(biāo)準(zhǔn)RS-232電平這時(shí)是不需要接電源的。BS232T9型號(hào)的無源內(nèi)置DC/DC的隔離器是一款非常好的產(chǎn)品，可以自發(fā)自收檢測，可以成對(duì)使用，性能上可以媲美有源的隔離器。 無源的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，波仕的無源隔離器以及有源隔離器都能夠?qū)?/font>RS-232具有隔離保護(hù)性能。

4、RS-232的全信號(hào)與收發(fā)地隔離 

   RS-232的9條引線的信號(hào)內(nèi)容如下所示：

一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即"發(fā)送數(shù)據(jù)TXD"、"接收數(shù)據(jù)RXD"和"信號(hào)地GND"。RS-232傳輸線采用屏蔽雙絞線。RS-232接口連接器一般使用型號(hào)為DB-9插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.PC機(jī)的RS-232口為9芯針插座（針）。而波仕RS-232隔離器的RS-232一頭為DB-9孔頭，另外一頭為DB-9針。 如果將RS-232光電隔離器的孔座一端直接插在PC機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）的RS-232插座（針座）上，則另外一端（針座）相當(dāng)于一個(gè)新的光電隔離的RS-232口。如果將RS-232光電隔離器的針座一端直接插在MODEM等數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）的RS-232插座（孔座）上，則另外一端（孔座）相當(dāng)于一個(gè)新的光電隔離的RS-232口。