O MC3487N é um circuito integrado quadruplo driver diferencial de linha, desenvolvido para transmissão de sinais digitais diferenciais segundo as especificações ANSI TIA/EIA-422-B (RS-422) e ITU-T V.11. Ele contém quatro drivers diferenciais independentes, possui entradas compatíveis com TTL, saídas tri-state e opera com uma única alimentação de 5 V.

O sufixo N identifica a versão em encapsulamento PDIP de 16 pinos. A própria Texas Instruments lista o MC3487N como componente ativo, em PDIP-16, com faixa de temperatura de 0 a 70 °C.

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1. Características principais

Característica	MC3487N
Fabricante	Texas Instruments
Tipo	Driver diferencial de linha
Padrão	RS-422 / TIA/EIA-422-B
Quantidade de drivers	4
Tipo de saída	Diferencial
Estado de saída	Tri-state
Entradas	TTL compatíveis
Alimentação	5 V
Taxa máxima de sinalização	10 Mbps
Faixa de modo comum	−7 V a +7 V
Proteção de falha	−15 V a +15 V
Número máximo de nós especificado	32
Temperatura de operação	0 °C a +70 °C
Encapsulamento	PDIP-16
Código do encapsulamento	N
Aplicações	RS-422, automação, controle industrial, motores e interfaces diferenciais
NCM recomendado	8542.39.99

A TI especifica quatro transmissores, taxa de sinalização máxima de 10 Mbps, alimentação nominal de 5 V, faixa de modo comum de −7 a +7 V e proteção de falha de −15 a +15 V.

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2. O que é um driver RS-422?

O MC3487N não é um transceptor RS-232 e também não é um transceptor RS-485 completo.

Ele é especificamente um:

Quadruple Differential Line Driver

Ou seja, possui quatro transmissores diferenciais.

O princípio básico é:

MC3487N

 

Entrada 1 ─────► Driver 1 ─────► 1Y / 1Z

Entrada 2 ─────► Driver 2 ─────► 2Y / 2Z

Entrada 3 ─────► Driver 3 ─────► 3Y / 3Z

Entrada 4 ─────► Driver 4 ─────► 4Y / 4Z

Cada canal possui duas saídas:

Y e Z

que formam o par diferencial.

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3. Como funciona a transmissão diferencial

Em vez de transmitir um sinal simplesmente como:

SINAL ───────────────►

GND ───────────────►

o MC3487 transmite duas versões complementares do sinal:

┌──────── Y

Entrada ─────┤

└──────── Z

Quando a entrada está em nível lógico alto:

Y = HIGH

Z = LOW

Quando a entrada está em nível lógico baixo:

Y = LOW

Z = HIGH

O receptor não precisa depender exclusivamente da tensão de um fio em relação ao GND. Ele analisa a diferença de tensão entre os dois condutores.

Isso proporciona grande imunidade a ruídos eletromagnéticos.

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4. Por que utilizar transmissão diferencial?

Imagine uma instalação industrial com um cabo de vários metros passando próximo a:

• motores;
• contatores;
• inversores de frequência;
• relés;
• cabos de potência.

Um sinal digital convencional pode sofrer interferência.

Na transmissão diferencial, o ruído que aparece aproximadamente da mesma forma nos dois fios tende a ser rejeitado pelo receptor.

Representação:

Sinal diferencial

 

Y ────────────────┐

│

│ receptor

│

Z ────────────────┘

 

Ruído:

+N +N

│ │

Y ──────┼───────────────┤

Z ──────┼───────────────┤

Como o ruído aparece aproximadamente igualmente nos dois condutores, a diferença entre eles permanece muito mais preservada.

Essa é uma das principais vantagens do RS-422.

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5. Quatro canais independentes

O MC3487N possui quatro drivers:

Driver 1

1A ──► 1Y

└► 1Z

Driver 2

2A ──► 2Y

└► 2Z

Driver 3

3A ──► 3Y

└► 3Z

Driver 4

4A ──► 4Y

└► 4Z

Além das entradas e saídas, existem dois controles de habilitação:

• 1,2EN
• 3,4EN

Assim, cada controle habilita/desabilita dois drivers.

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6. Saída Tri-State

Uma característica extremamente importante do MC3487N é a saída:

3-state

Cada par diferencial pode assumir:

1. estado lógico correspondente a HIGH;
2. estado lógico correspondente a LOW;
3. alta impedância (Z).

A TI mostra na tabela funcional que, quando o controle de habilitação está em nível baixo, as saídas passam para alta impedância.

Simplificando:

Enable = 1

 

Entrada ──► Driver ──► Y/Z ativos

 

 

Enable = 0

 

Entrada ──► Driver ──► Y/Z = alta impedância

Isso permite desligar eletricamente um transmissor do barramento.

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7. Por que o Tri-State é importante?

Imagine uma aplicação em que vários dispositivos precisam compartilhar uma interface.

Somente um transmissor deve dirigir o barramento por vez.

Com o MC3487:

┌──────── MC3487 #1

│

Barramento ──┼──────── MC3487 #2

│

└──────── MC3487 #3

Os drivers que não estão transmitindo podem permanecer em:

High-Z

evitando que seus sinais interfiram na transmissão.

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8. Entradas compatíveis com TTL

As entradas do MC3487N são:

TTL-compatible

Isso permite conectá-las diretamente a circuitos lógicos TTL e a diversos circuitos digitais de 5 V. A TI destaca explicitamente as entradas TTL compatíveis e o buffer interno das entradas.

O buffer interno reduz a corrente exigida da fonte de sinal e minimiza o carregamento das entradas.

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9. Alimentação

O MC3487N utiliza uma única alimentação:

VCC = 5 V

Não necessita de uma fonte positiva e negativa separadas para realizar a transmissão diferencial.

Isso simplifica bastante o circuito:

+5 V

│

│

┌───┴────┐

│ MC3487 │

└───┬────┘

│

GND

A TI especifica o funcionamento com uma única alimentação de 5 V.

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10. Taxa de transmissão

A taxa máxima de sinalização especificada pela TI é:

10 Mbps

 

Isso torna o componente adequado para diversas interfaces digitais de velocidade moderada.

Entretanto, é importante entender que 10 Mbps não significa necessariamente que qualquer cabo ou instalação atingirá 10 Mbps.

O desempenho real depende de:

• comprimento do cabo;
• capacitância;
• impedância;
• terminação;
• qualidade do sinal;
• carga;
• ambiente eletromagnético.

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11. Aplicações industriais

A própria TI lista aplicações como:

• factory automation;
• caixas eletrônicos e contadores;
• smart grid;
• acionamentos de motores AC e servo motores.

Isso combina muito bem com a natureza do RS-422, especialmente quando existe necessidade de transmitir sinais digitais com boa imunidade a ruído.

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12. Relação com o MC3486

O MC3487N foi projetado para trabalhar particularmente bem com o:

MC3486

O MC3487 é o driver/transmissor, enquanto o MC3486 é o receiver/receptor diferencial quadruplo. A TI menciona explicitamente essa combinação.

O sistema pode ser representado assim:

TRANSMISSÃO

 

MC3487N MC3486

┌─────────┐ ┌─────────┐

│ Driver │────── Y/Z ──────────►│Receiver │

│ │ diferencial │ │

└─────────┘ └─────────┘

Isso forma uma solução completa para comunicação diferencial.

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13. Pinagem

O MC3487N possui 16 pinos.

A distribuição é:

Pino	Função
1	1A — entrada do driver 1
2	1Y — saída diferencial 1
3	1Z — saída diferencial 1
4	1,2EN — habilitação dos drivers 1 e 2
5	2Z — saída diferencial 2
6	2Y — saída diferencial 2
7	2A — entrada do driver 2
8	GND
9	3A — entrada do driver 3
10	3Y — saída diferencial 3
11	3Z — saída diferencial 3
12	3,4EN — habilitação dos drivers 3 e 4
13	4Z — saída diferencial 4
14	4Y — saída diferencial 4
15	4A — entrada do driver 4
16	VCC

A pinagem é mostrada no diagrama de conexão do datasheet da TI.

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14. Diagrama simplificado

MC3487N

 

┌─────────────────────────┐

1A ───►│ Driver 1 1Y ──┼────►

│ 1Z ──┼────►

1,2EN ───►│ │

│ Driver 2 2Y ──┼────►

2A ───►│ 2Z ──┼────►

│ │

│ │

3A ───►│ Driver 3 3Y ──┼────►

│ 3Z ──┼────►

3,4EN ───►│ │

│ Driver 4 4Y ──┼────►

4A ───►│ 4Z ──┼────►

│ │

└─────────────────────────┘

│ │

GND VCC

8 16

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15. MC3487 × RS-485

Essa é uma distinção importante.

O MC3487 é um driver RS-422, não um transceptor RS-485.

Característica	MC3487	RS-485 típico
Função	Driver	Transceptor
Transmissão	Diferencial	Diferencial
Recepção	❌	✔
Comunicação bidirecional	Não sozinho	✔
Saída	Tri-state	Tri-state
Alimentação	5 V	geralmente 3,3/5 V
Aplicação	RS-422	RS-485
Canais	4 drivers	geralmente 1 transceptor

Portanto, se você estiver desenvolvendo, por exemplo, um equipamento com Modbus RTU, o MC3487 sozinho não substitui um transceptor RS-485, porque ele não possui receptor interno.

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16. MC3487 × MAX485

Também não são equivalentes.

O MAX485, por exemplo, possui:

• transmissor;
• receptor;
• controle de direção.

Já o MC3487 possui:

somente transmissores

Por isso:

MC3487 = TX diferencial

 

MAX485 = TX + RX diferencial

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17. Proteção Power-Up / Power-Down

O MC3487 possui circuito interno para manter as saídas em condição de alta impedância durante determinadas transições de power-up e power-down, desde que o controle de habilitação esteja baixo.

Isso reduz a possibilidade de o dispositivo gerar sinais indesejados durante a inicialização do sistema.

É uma característica particularmente interessante em sistemas industriais.

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18. Encapsulamento PDIP-16

O sufixo:

N

identifica o encapsulamento:

PDIP — 16 pinos

A TI informa dimensões nominais de aproximadamente:

19,3 mm × 9,4 mm

para o encapsulamento PDIP-16.

O MC3487N é fornecido em tubo e possui faixa de temperatura de operação de:

0 °C a +70 °C.