Изолированный трансивер

На длинной линии RS-485 или CAN узлы стоят в разных шкафах и зданиях, и их земли расходятся на вольты и десятки вольт. Изолированный трансивер разрывает эту связь: логическая часть привязана к земле контроллера, шинная — к своей изолированной земле.

Обновлено 26 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Где проходит барьер
Примеры
Зачем

Изолированный трансивер — микросхема приёмопередатчика RS-485, CAN или другого интерфейса со встроенной гальванической развязкой между логической стороной и шиной. TI называет такие устройства изолированными функциями: изолятор в них объединён с трансивером в одном корпусе (SLLA284, разд. 2).

Где проходит барьер

Развязку ставят между контроллером и трансивером: логические сигналы TXD/RXD или D/R/DE несимметричные (single-ended), их и пропускают через изолятор, а дифференциальная шина целиком остаётся на изолированной стороне (SLLA284, разд. 2). Поэтому у изолированного трансивера два питания и две земли:

Сторона	ISO3082 (RS-485)	ISO1042 (CAN)
Логическая, VCC1	3,15–5,5 В	1,71–5,5 В
Шинная, VCC2	4,5–5,5 В	4,5–5,5 В

Шинную сторону питают от изолированного DC-DC-преобразователя, например на SN6501 (SLOS581J, разд. 10).

Примеры

Параметр	ISO3082	ISO1042
Интерфейс	RS-485/422, полудуплекс	CAN, ISO 11898-2:2016
Скорость	до 20 Мбит/с	1 Мбит/с, CAN FD до 5 Мбит/с
Изоляция	основная, 2500 В ср. кв. (UL 1577), VIORM 560 В пик.	усиленная или основная, 5000 В ср. кв., VIORM 1500 В пик.
CMTI	50 кВ/мкс тип.	100 кВ/мкс тип., не меньше 85
Особенности	1/8 единичной нагрузки — до 256 узлов, отказоустойчивый приёмник	защита шины ±70 В, синфазный диапазон ±30 В, тайм-аут доминантного TXD

Источники: SLOS581J, с. 1; SLLSF09F, с. 1.

Зачем

TI описывает две причины. Первая — длинные линии: изоляция разрывает земляную петлю и допускает гораздо больший диапазон синфазного напряжения, чем −7…+12 В обычного трансивера RS-485 (SLOS581J). Вторая — защита: помехи и выбросы на кабеле не попадают в цепи контроллера. В многоузловой сети с разными потенциалами земли развязка вообще делает связь возможной (SLLA284, разд. 2).

Как развязывают RS-485 по-другому — оптопарами и цифровыми изоляторами — рассказано в статьях «RS-485» и «Гальваническая развязка»; устройство обычного трансивера CAN — в термине «CAN-трансивер».

Частые вопросы

Зачем изолированный трансивер, если RS-485 и так дифференциальный?

Дифференциальный приёмник терпит лишь ограниченную разность земель: у ISO3082 напряжение на выводах шины допускается от −7 до +12 В (SLOS581J). Если земли узлов расходятся сильнее, связь сбоит или трансивер повреждается. Изоляция разрывает земляную петлю и, по TI, позволяет работать с гораздо большим синфазным напряжением.

Что нужно для питания изолированного трансивера?

Два источника: логическая сторона питается от контроллера (у ISO1042 VCC1 1,71–5,5 В), шинная — от изолированного источника 4,5–5,5 В (VCC2) (SLLSF09F, с. 1). Для шинной стороны изолированных трансиверов RS-485 TI предлагает драйвер трансформатора SN6501 (SLOS581J, разд. 10).

Чем изолированный трансивер лучше связки «изолятор + обычный трансивер»?

Меньше деталей и места: TI называет это изолированной функцией, где изолятор встроен в трансивер (SLLA284, разд. 2). Электрически схема та же — изоляция между контроллером и трансивером. Отдельные изолятор и трансивер выбирают, когда нужны особые характеристики одного из них (наш комментарий).

Источники

Texas Instruments. ISO308x Isolated 5-V Full- and Half-Duplex RS-485 Transceivers (SLOS581J, May 2008, revised August 2023) — с. 1: TIA/EIA RS-485, до 20 Мбит/с, 1/8 единичной нагрузки — до 256 узлов, 50 кВ/мкс тип., отказоустойчивый приёмник; основная изоляция 4000 В пик. и VIORM 560 В пик. по VDE 0884-17, 2500 В ср. кв. 60 с по UL 1577 между трансивером шины и логической стороной; разрыв земляной петли расширяет диапазон синфазного напряжения; разд. 6.3: VCC1 3,15–5,5 В, VCC2 4,5–5,5 В, напряжение на выводах A, B −7…+12 В; разд. 10: изолированное питание через SN6501
Texas Instruments. ISO1042 Isolated CAN Transceiver With 70V Bus Fault Protection and Flexible Data Rate (SLLSF09F, revised August 2026) — с. 1: ISO 11898-2:2016, классический CAN до 1 Мбит/с и CAN FD до 5 Мбит/с, задержка петли 152 нс, защита шины ±70 В, синфазный диапазон ±30 В, тайм-аут доминантного TXD, защита от пониженного питания VCC1 и VCC2, CMTI 100 кВ/мкс тип. (не меньше 85 кВ/мкс по табл. характеристик), VCC1 1,71–5,5 В, VCC2 4,5–5,5 В, VIOTM 7071 В пик., VIORM 1500 В пик. (усиленная и основная версии), 5000 В ср. кв. 1 мин по UL 1577; табл. характеристик: ICC2 в доминантном состоянии 43 мА тип., 73,4 мА макс. (60 Ом)
Texas Instruments. Digital Isolator Design Guide (SLLA284G, revised September 2023) — разд. 2: изолированные функции — устройства со встроенным изолятором (трансивер, драйвер затвора); развязку RS-485 ставят между контроллером и трансивером; в сети с разными потенциалами земли развязка делает связь возможной; табл. 3-1 — изолированные CAN, RS-485, I2C

Нашли ошибку?