超详解析485接口接线方法 网口485接口详细接线图( 三 )


另一种比较省电的匹配方式是RC匹配 。使用电容 C 来切断直流分量可以节省大部分电能 。但是电容C的取值是一个难点,需要在功耗和匹配质量之间进行折衷 。
还有一种使用二极管的匹配方法 。这种方案虽然没有实现真正的“匹配”,但它利用二极管的钳位效应,迅速削弱反射信号,提高信号质量 。节能效果显着 。
五、RS-422和RS-485的接地问题
电子系统接地很重要,但经常被忽视 。接地处理不当往往会导致电子系统工作不稳定,甚至危及系统安全 。RS-422和RS-485传输网络的接地也很重要,因为不合理的接地系统会影响整个网络的稳定性,特别是在工作环境恶劣、传输距离远的情况下,对接地的要求更加严格. 否则接口损坏率高 。很多情况下,在连接RS-422、RS-485通讯链路时,只需用一对双绞线连接各个接口的“A”和“B”端即可 。忽略信号地的连接,这种连接方式在很多场合都能正常工作,
1、共模干扰问题:如前所述,RS-422和RS-485接口均采用差分信号传输,不需要检测相对于参考点的信号,系统只需要检测两条线它们之间的电位差就足够了 。但人们常常忽略收发器有一定的共模电压范围 。例如,RS-422的共模电压范围为-7~+7V,而RS-485收发器的共模电压范围为-7~+12V 。条件下,整个网络可以正常工作 。当网络线路的共模电压超过这个范围时,会影响通信的稳定性和可靠性,甚至会损坏接口 。以图1为例,当发送端驱动A向接收端B发送数据时,发送器驱动器 A 的输出共模电压为 VOS 。由于两个系统具有独立的接地系统,因此存在接地电位差VGPD 。然后,接收器输入端的共模电压 VCM 将达到 VCM=VOS+VGPD 。RS-422和RS-485标准均规定VOS≤3V,但VGPD可能幅值较大(几十伏甚至几十伏),并可能伴随强干扰信号,导致接收机共模输入VCM超出正常范围,并在传输线上产生干扰电流,在轻量级影响正常通信,重则损坏通信接口电路 。接收器输入端的共模电压 VCM 将达到 VCM=VOS+VGPD 。RS-422和RS-485标准均规定VOS≤3V,但VGPD可能幅值较大(几十伏甚至几十伏),并可能伴随强干扰信号,导致接收机共模输入VCM超出正常范围,并在传输线上产生干扰电流,在轻量级影响正常通信,重则损坏通信接口电路 。接收器输入端的共模电压 VCM 将达到 VCM=VOS+VGPD 。RS-422和RS-485标准均规定VOS≤3V,但VGPD可能幅值较大(几十伏甚至几十伏),并可能伴随强干扰信号,导致接收机共模输入VCM超出正常范围,并在传输线上产生干扰电流,在轻量级影响正常通信,重则损坏通信接口电路 。
2、 (EMI) 问题:发射驱动器输出信号的共模部分需要返回路径 。如果没有低阻抗返回路径(信号地),它会以辐射的形式返回源头,整个总线就会像巨大的天线一样向外辐射电磁波 。
由于以上原因,虽然RS-422、RS-485采用差分平衡传输,但整个RS-422或RS-485网络必须有一个低阻抗的信号地 。一个低阻抗信号将两个接口的工作地连接起来,使共模干扰电压VGPD短路 。
该信号地线可以是额外的导线(非屏蔽双绞线),或屏蔽双绞线的屏蔽层 。这是最常见的接地方法 。
值得注意的是,这种方法只对高阻抗共模干扰有效 。由于干扰源的内阻较大,短路后不会形成较大的接地回路电流,对通讯不会有很大影响 。当共模干扰源的内阻较低时,会在地线上形成较大的回路电流,影响正常通信 。笔者认为可以采取以下三个措施:
(1)如果干扰源的内阻不是很小,可以在地线上加一个限流电阻来限制干扰电流 。增加地电阻可能会增加共模电压,但是只要控制在合适的范围内,正常通讯不会受到影响 。