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MAXIM MAX232 - RS232-Transceiver

MAX232

MAX232 Blockschaltbild

Der MAX232 ist ein Pegelwandler, der einen CMOS- oder TTL-Pegel (0V/5V) in einen RS232-Pegel (+/-8V) umwandelt. Die dafür notwendigen Versorgungsspannungen erzeugt der Baustein selbst. Zur Familie der RS232-Pegelwandler gehören mehrere Bausteine, die eine unterschiedliche Anzahl von Transceivern enthalten und teilweise minimal unterschiedliche Funktionen bieten. Der MAX232 wandelt zwei Eingangssignale und zwei Ausgangssignale. Der Index A markiert eine weiterentwickelte Variante des MAX232, die für die Spannungswandler statt 1µF-Kondensatoren nur noch 100nF-Kondensatoren benötigt.

 

MAX232 Die

Der Schaltkreis befindet sich auf einem Die mit einer Kantenlänge von 2,9mm x 1,8mm.

 

MAX232 Die Detail

Das Design stammt aus dem Jahr 1986.

 

MAX232 Die Detail

P510W könnte eine interne Bezeichnung des Designs sein.

 

MAX232 Die Aufbau

Die Funktionsblöcke des MAX232A lassen sich relativ gut zuordnen. Im rechten Bereich befinden sich zwei Schaltungsteile, die jeweils einen Sender und einen Empfänger beinhalten (grün/lila). Im linken Bereich werden die für einen RS-232-Bus notwendigen Versorgungsspannungen erzeugt. Der gelbe Schaltungsteil generiert aus der +5V-Versorgung ein +10V-Potential (V+). Der blaue Schaltungsteil nutzt das +10V-Potential und gibt ein -10V-Potential aus (V-). Das +10V-Potential puffern mehrere Metallflächen auf dem Die. Angesteuert werden die Spannungswandler aus dem türkisen Bereich. Der daneben liegende rote Bereich scheint den Oszillator zu beinhalten.

 

MAX232 Die Sender/Empfänger

MAX232 Die Sender/Empfänger

Der RS-232-Empfängerpfad beginnt mit dem länglichen Widerstand Ro (gelb), der mit dem Widerstand Ru (türkis) einen Spannungsteiler abbildet. Es folgt die Signalaufbereitung und Treiberstufe (weiß/grün), die die Lowside- und Highside-Endstufe ansteuert (blau/rot). Ein Rückkopplungspfad führt vom Ausgang zum Eingang (rosa).

 

MAX232 Die Empfänger Eingangswiderstand

MAX232 Die Empfänger Eingangswiderstand

MAX232 Die Empfänger Eingangswiderstand

Die Widerstände an den RS-232-Eingängen weisen mehrere Besonderheiten auf. Sie besitzen höchstwahrscheinlich eine verstärkte Isolierung, da die RS-232-Eingangsspannung bis zu +/-25V betragen darf. Es handelt sich um verhältnismäßig lange Elemente, die mit der Metalllage abgedeckt sind. In Kombination mit zwei Fuses dient die Metalllage unter anderem dazu den Widerstandswert anzupassen. Sind die Fuses intakt, so überbrücken sie Teile des Widerstands. Zwei weitere Fuses ermöglichen es den unteren Widerstand des Spannungsteilers anzupassen. Über die vier Fuses kann so der Eingangswiderstand und der Teilerfaktor justiert werden.

Unterhalb der Fuses sind Zeichen abgebildet, die im ersten Moment vermuten lassen, dass es sich um Bezeichnungen für die Fuses handelt. Die unterschiedlichen Farben und die Zeichenfolge weisen aber eher darauf hin, dass es sich um Maskenbezeichnungen handelt.

 

MAX232 Die Empfänger Signalanpassung und Feeback

Am Ausgang des Spannungsteilers befindet sich noch der kurzer Eingangswiderstand Ri. Der Widerstand des Feedbackzweigs (Rfb) lässt sich über die Metalllage anpassen.

 

MAX232 Die Empfänger Eingangsbeschaltung

Am Eingang der Signalaufbereitung liegen das heruntergeteilte Eingangssignal und das zurückgekoppelte Ausgangssignal an. Die beiden antiparallel verschalteten Diode D1/D2 begrenzen die Spannung zwischen diesen Eingängen.

 

MAX232 Die Sender

Unterhalb des RS-232-Empfängerpfads befindet sich der RS-232-Senderpfad. Innerhalb des grünen Bereichs der Signalaufbereitung und Treiberstufe ist ein verhältnismäßig großer Kondensator integriert. Die Lowside- und Highside-Endstufe des Senderpfads (blau/rot), werden jeweils von einem Treibertransistor angesteuert (gelb). Zwischen Endstufen und Ausgang befindet sich der Widerstand Rout, der vermutlich eine gewisse Schutzfunktion darstellt.

 

MAX232 Die Spannungsverdoppler

Die Spannungswandler sind mit verhältnismäßig großen Transistoren aufgebaut. Im oberen Bereich befindet sich der +10V-Wandler. Die zwei Anschlüsse des externen Kondensators C1 sind jeweils an zwei Transistoren angebunden. Um das +10V-Potential zu generieren, ist zuerst das Transistorpaar 1 aktiv. Der Kondensator C1 ist damit zwischen +5V und GND angebunden und lädt sich auf 5V auf. Im nächsten Schritt schaltet das Transistorpaar 1 ab und das Transistorpaar 2 zu. Der Kondensator C1 ist dann mit seinem negativen Potential an das +5V-Potential angebunden, wodurch sich auf der positiv geladenen Seite ein Potential von +10V einstellt. Dieser Anschluss ist mit V+ verbunden, wo sich auch der +10V-Speicherkondensator befindet.

 

MAX232 Die -10V-Erzeugung

Der -10V-Wandler befindet sich im unteren Bereich. Die negative Versorgungsspannung stellt sich ein, indem die Schaltung zuerst das Transistorpaar 1 aktiviert. Der Kondensator C2 befindet sich in diesem Zustand zwischen dem +10V- und dem Massepotential. Im zweiten Schritt schaltet das Transistorpaar 1 ab und das Transistorpaar 2 zu. Das führt dazu, dass das die positiv geladene Seite des Kondensators mit dem Massepotential verbunden ist, so dass sich am anderen Anschluss ein -10V-Potential ergibt. Das -10-Potential ist mit dem Anschluss V- verbunden, an dem sich auch der -10V-Pufferkondensator befindet.

 

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