檢查計算機，手機或PDA設備之間互連的要求與數據塊電纜的使用有關。考慮了通道數、電源限制、RS-232兼容性或合規性、ESD保護、電流消耗和邏輯兼容性。

隨著移動通信需求的增加，使用數據線連接手機和其他移動設備將變得更加普遍。新的、數據速率更快的手機標準，如GPRS、WCDMA和UMTS，將需要數據線來實現下一代智能手機固有的更高水平的功能和互聯網連接，而這些數據線給手機配件的設計者帶來了不尋常的問題。

有些電纜僅傳輸TTL信號，但當今數據電纜最常見的接口標準是RS-232。對USB級轉換器的需求也隨之而來。本文重點介紹RS-232標準，但討論的許多設計問題都可以應用于TTL和USB電纜。

對于移動電話和其他低成本消費設備，當只有5%到10%的用戶需要此功能時，在每個基本單元上添加花費幾美元左右的數據功能幾乎沒有經濟意義。因此，首要任務是確定哪種類型的電平轉換器滿足給定的系統要求，即必須支持哪種通信。

完整調制解調器規格

在許多應用中，手機在PC上應該顯示為調制解調器，因為電子郵件或網上沖浪的商業軟件隨時可用。需要五個驅動器和三個接收器來實現全調制解調器DCE接口。MAX3248E RS-232收發器與其他制造商的類似元件一樣，也能滿足這一要求。

數據電纜的簡化圖（圖1）顯示，兩個連接器都可能受到ESD沖擊，因此在邏輯側和RS-232側都需要額外的ESD保護組件。為了適應手機ASIC的低電壓，它可能還需要包括電平轉換功能。但是，全調制解調器接口可能過多。它需要在手機底部安裝10個連接器引腳，這使其成為一個昂貴的選擇。

圖1.IC及其相關組件在此PC到電話電纜中形成一個塊（數據塊）。

作為一種更便宜的替代方案，您可以實現一個硬件握手鏈路，僅對手機數據線中的信號 RX、TX、CTS 和 RTS 進行電平轉換。這種方法要求您（或某人）為PC端編寫駕駛軟件：用于更新地址簿的專用電話同步軟件，或將所有八個標準RS-232信號轉換為2/2格式的軟件橋接器。對于定制電纜，這種方法是可以接受的，而且便宜得多。對于特定應用所需的其他發射器和接收器組合，Maxim提供多種RS-232器件選擇。

可變資本公司注意事項

大多數數據塊電纜（之所以這樣稱呼，是因為IC和其他組件的存在會在電纜中產生可見的塊狀電纜）從便攜式設備獲得電力。一些較舊的便攜式設備使用四個鎳氫或鎳鎘電池，但當今最常見的電池技術是單節鋰離子電池。電池充滿電時測量約4.2V，完全放電時測量約2.4V。

帶有裸露連接器的手機放在口袋里，冒著松散的硬幣可能會耗盡電池的風險。為了防止此類事故，手機使用限流線性穩壓器或Polyswitch來限制電池電流？（一種可復位保險絲，在高電流下斷開，當電流恢復正常時重新閉合）。所討論的電池電壓可以是2.4V至4.2V范圍內的任何地方。

RS-232規范要求RS-232發送器能夠在5kΩ負載上保持±0.3V。然而，大多數變送器保證電源電壓不低于3.0V時的輸出電平。內部電荷泵倍增器具有高輸出電阻，需要“壓差”驅動發射器輸出。因此，對于低于5V的輸入，芯片無法在0kΩ兩端保持±3.3V電壓。

另一方面，RS-232接收器門限只有2.4V高，0.6V低。指定了2.6V差（5.0V電源減去2.4V接收器門限），因為RS-232最初旨在作為能夠驅動100英尺或更多電纜的長距離標準，而數據電纜應用很少傳輸超過5或6英尺的電纜。因此，問題是數據塊是否應該符合RS-232（滿足規范的每個字母）或RS-232兼容（僅在數據電纜環境中工作）。

兼容 RS-232 還是兼容？

為了滿足RS-232規范的±5.0V發射電壓，MAX3227E、MAX3238E和MAX3386E等收發器僅保證工作在3.0V至5.5V電源電壓。然而，電荷泵的工作電壓遠低于此電壓，通常起始電壓低至2.0V。這種情況略微降低發射器電壓，但在滿足4.2V接收器門限的線路上放置±4V。圖2所示為MAX3232的輸出電平，該信號驅動9600波特信號進入輸入電阻在3kΩ至7kΩ之間的接收器。電源通過 1 米長的“5 類”電纜供電。

圖2.MAX2輸入（頂部走線）為3232V輸入（底部走線），可將幾乎±4V電壓驅動至RS-232接收器輸入。

如果在電源電壓低于+232.3V時需要真正的RS-0電平，則基于升壓架構的RS-232收發器（如MAX3212或MAX3218）可提供最經濟的解決方案。如圖3所示，這些收發器采用外部二極管、電容和小型、廉價的表面貼裝片式電感器工作。該系列器件可在輸入電壓低至 232.1V 時產生符合 RS-8 標準的電平。

圖3.該RS-232收發器的內部升壓控制器可確保真正的RS-232電平，即使在電源電壓低于3.0V的情況下也是如此。

電流消耗增加

隨著RS-232收發器的輸入電壓降低，收發器試圖在接收器負載上保持±5V輸出，導致電池電流消耗增加。如果在數據電纜應用中不提供本地去耦，則此電流流經電纜的分布電感和電阻會導致以V為單位的局部振鈴抄送.示波器圖（圖4）顯示了通過該電纜為MAX3232供電而未正確去耦所產生的電流波形。結果是相當數量的振鈴，電流尖峰高達80mA。在這種情況下，刻度為20mA/Div，V在在電纜的遠端等于3.0V，沒有去耦的部分無法啟動。

圖4.流經電纜電感的收發器電源會導致振鈴，除非您提供足夠的去耦。

振鈴會產生不必要的排放。為了盡量減少這種影響，請為數據塊提供良好的局部去耦和較短的電纜長度。因為無論如何都必須為接地提供信號，所以您應該考慮屏蔽電纜。圖5顯示了在V之間并聯增加4.7μF和0.1μF電容所帶來的改進抄送并在數據塊中接地。

圖5.去耦電容可抑制圖4中的振鈴。

邏輯兼容性

手機內核電源電壓的降低（降至2.5V，并可能降至1.8V）會導致手機和數據塊之間的邏輯兼容性問題。（針對3V邏輯進行優化時，典型的RS-232收發器具有VIH2.0V的電平。這個問題通常通過電話或數據塊中的分立邏輯電平轉換器來解決。作為更簡單的替代方案，可以使用MAX3386E或MAX3238E收發器。當外部電壓施加到MAX3386E VL引腳時，其內部門限電平為1/3和2/3 （V伊利諾伊州和 VIH） 的電壓。MAX3238E提供多種跳變門限，兼容2.5V邏輯和未來的1.8V邏輯。

省電

電池壽命是這些電池供電系統的主要關注點。除了標稱1mA靜態電流外，RS-232收發器還為每個發射器供電。一個5kΩ負載的靜態消耗典型值為5.5V或1.1mA。當反射回輸入電源時，該電流大約翻倍（假設V在> 3V 和一個完美的電荷泵）。更糟糕的是，全調制解調器接口在傳輸任何數據之前可能會消耗大于12mA的標稱電流。

當沒有傳輸數據時，應關閉收發器以節省電池電量。一種技術是為此目的從電話上多走一條線，但電話連接器上的額外引腳會增加費用。另一種選擇是AutoShutdown Plus？收發器。

AutoShutdown Plus 可監控發射器輸入和接收器輸入，以查找有效的邊緣活動。如果IC在30秒內未檢測到任何輸入端的狀態變化，則關閉內部電荷泵和驅動器，從而將電源電流降至僅1μA。然后，TTL 側或 RS-232 側的任何轉換都會導致器件通電并返回正常工作模式。

靜電防護

數據電纜可以在數據塊的TTL或RS-232側使用靜電放電（ESD）進行打擊。要在EEC內銷售，數據電纜必須能夠承受三項測試中定義的額定ESD水平。設備輸入和輸出需要額外的保護，以滿足以下嚴格要求：

ESD保護可以在外部添加，使用TranZorbs?、火花隙或電阻器、電容器和電感器的組合。這些方法可能成本高昂，因為必須保護所有輸入和輸出（全調制解調器接口為16線）。許多制造商現在在RS-232側提供內部ESD保護（見下表），這有助于減少空間和成本。較新的器件，如MAX3238E，在TTL側也包括ESD保護。

RS-232線路驅動器/接收器：

板載 ESD 結構的工作原理是將 ESD 撞擊短路到地面，設備應在撞擊后恢復正常運行。ESD事件發生后，一些器件要求電源電壓循環開/關/通，以移除閂鎖并恢復正常工作（Maxim器件不需要這種電源循環）。由于故障電流接地，因此接地連接應保持短路，以減少接地反彈的影響。而且，由于接地回路位于塊的邏輯側，因此保持該長度的電纜盡可能短是有意義的。數據塊內良好的局部去耦在ESD沖擊期間充當本地電源。

熱同步

手持式PDA在數據電纜中帶來了一項新功能：使用底座（例如Palm的? Hotsync?）將設備與PC同步的能力。為了告訴PC軟件何時連接設備，設備通過RS-232連接器的環形指示信號生成中斷。這種方法比RS-232端口的連續輪詢軟件密集度更低，但它需要額外的發射器輸出。

審核編輯：郭婷