MAX9259 GMSL線路故障檢測

本應用筆記介紹了一種檢測串行器/解串器（SerDes）應用中串行鏈路線路故障（例如線路短路）的簡便方法。本文所述的方法使用串行器的內(nèi)置監(jiān)控電路、外部n溝道MOSFET（或模擬開關(guān)）和電阻網(wǎng)絡(luò)。具有MAX9259千兆多媒體串行鏈路（GMSL）。

MAX9259內(nèi)置線路故障監(jiān)測電路，用于檢測串行鏈路故障，如電源（或汽車電池）線路短路、接地短路或線路開路。圖1所示為MAX9259數(shù)據(jù)資料中所示的原始電路和所需的外部電阻。

圖1.獨創(chuàng)線路故障檢測電路。

通過兩個額外的組件，可以擴展線路故障監(jiān)視器的覆蓋范圍，以檢測雙絞線電纜的短路（圖 2）。

圖2.線路故障檢測電路涵蓋短路檢測。

新的增強型電路（圖2）將4.99kΩ電阻一分為二;一個是2.0kΩ（R4），另一個是3.01kΩ（R5）。增加了一個n溝道MOSFET （Q1）作為開關(guān)。Q1的漏極連接到R4和R5之間的節(jié)點。Q1的來源與地面相連。

當信號LINE_DIAG（連接到Q1的柵極）轉(zhuǎn)換低電平時，Q1關(guān)斷。新的電路功能與圖1所示的原始電路完全相同，但增加了雙絞線電纜的短路檢測。

當LINE_DIAG轉(zhuǎn)換為高電平時，Q1導通，并將R4和R5之間的節(jié)點接地。

如果雙絞線電纜的兩根導線之間沒有短路，則Q1將R4和R5之間的節(jié)點接地。所得電路（圖3）是圖2的簡化版本。

在這種情況下，只有LMN1的水平受到Q1的影響。LMN0的電壓仍處于正常水平。然而，當電源電壓介于 1.7V 和 1.9V 之間時，LMN1 的電壓現(xiàn)在變得足夠低，可以檢測對地短路情況。因此，MAX9259低電平有效LFLT輸出轉(zhuǎn)換為低電平;寄存器0x08位 D[1：0] 讀取為 LFPOS = 10（正常），位 D[3：2] 讀取為 LFNEG = 01（對地短路）。

當雙絞線電纜中的兩根導線短接在一起時，圖2的電路與圖4所示的電路等效。Q1將同一節(jié)點接地，但由于雙絞線電纜短路，會影響LMN0的電壓電平。

當電源電壓為1.7V至1.9V時，LMN0和LMN1的電壓將低于MAX9259數(shù)據(jù)資料中列出的0.3V最大對地短路門限。因此，MAX9259的/LFLT輸出轉(zhuǎn)換為低電平，寄存0x08位D[1：0]讀作LFPOS = 01 （對地短路），D[3：2]讀成LFNEG = 01 （對地短路）。

MOSFET 漏電流（零柵極電壓漏極電流 IDSS）是本應用筆記中描述的電路正常工作的重要因素。為了正確操作，在 V 時不得超過 3μADS在應用所需的溫度范圍內(nèi) = 1V。MOSFET 導通電阻也很重要，在 V 時不得超過 20Ω一般事務(wù)人員= 1.7V。

同樣重要的是電阻對的匹配。對于圖2所示電路，R1應等于R2，R3應等于R4+R5，R6應等于R7。

請參考MAX9259數(shù)據(jù)資料，了解有關(guān)內(nèi)部寄存器以及LMN0和LMN1的線路故障門限的詳細信息。

找到一種適合汽車使用（如果需要）且泄漏足夠低的MOSFET可能是一個挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)器件的泄漏條件與此處電路中的泄漏不同。可以考慮使用MOSFET，例如安森美半導體?的BSS138LT1和仙童?的FDG327NZ/FDZ372NZ。這些器件的數(shù)據(jù)手冊僅規(guī)定了室溫下的漏電流，但制造商的測試數(shù)據(jù)顯示，-40°C、室溫和+150°C時的漏電流不超過3μA。

MOSFET的替代方案是模擬開關(guān)，如圖5所示。基于CD4066的單柵極器件可作為編號為xxx1G66的部件廣泛提供（例如恩智浦?的NX3L1G66）。這些器件在整個汽車溫度范圍內(nèi)具有廣泛的漏電流特性，適用于此處所示的電路。

圖5.線路故障檢測電路采用模擬開關(guān)。

審核編輯：郭婷