超详解析485接口接线方法 网口485接口详细接线图( 四 )


(2)采用浮空技术切断接地回路 。这是一种常用且非常有效的方法 。当共模干扰的内阻很小时,上述方法就不再起作用了 。此时,可以考虑引入干扰节点(如工作环境恶劣的现场设备)浮地(即系统的电路地与机箱或大地隔离),隔离了地回路,不形成大回路电流 。
(3)使用隔离接口 。在某些情况下,出于安全或其他考虑,电路地必须连接到机箱或地线,不能悬空 。这种情况下,可以使用隔离接口进行隔离地回路,但仍应有地线,将隔离侧的公共端与其他接口的工作地连接起来 。
六、RS-422 和 RS-485 的网络故障保护
RS-422 和 RS-485 标准都指定了 ±200mV 的接收器阈值 。这种调节可以提供相对较高的噪声抑制能力 。如上所述,当接收器A电平比B电平高+200mV以上时,输出为正逻辑,否则输出为负逻辑 。但是由于存在第三种状态,即主机在发送端发送了一条信息数据后,总线被置于第三种状态,即当发送端没有信号驱动总线时总线空闲,因此AB之间的电压为-200~+200mV 这会出现一个问题,直到它趋于0V:接收器输出状态是不确定的 。如果接收器的输出为 0V,网络中的从机将其解释为新的起始位并尝试读取后续字节,因为永远不会有停止位,一个帧错误结果,没有更多的设备请求总线,网络瘫痪 。除了上述总线空闲会导致两条线的电压差低于200mV的情况外,这种情况在有开路或短路时也会出现 。因此,应采取一定的措施来避免接收机处于不确定状态 。
通常,向总线添加一个偏置 。当总线空闲或开路时,偏置电阻用于将总线偏置在某种状态(差分电压≥-200mV) 。图 1. 将 A 拉至地,将 B 拉至 5V 。电阻的典型值为1kΩ,具体值随电缆的电容而变化 。
上述方法是比较经典的方法,但仍然不能解决总线短路的问题 。有些厂家将接收阈值移到-200mV/-50mV,可以解决这个问题 。
七、RS-422 和 RS-485 的瞬态保护
上述信号接地措施仅对低频共模干扰起到保护作用,对高频瞬态干扰无能为力 。由于传输线对于高频信号相当于一个电感,所以地线对于高频瞬态干扰实际上相当于一个开路 。这种瞬态干扰虽然是短暂的,但可能具有数十万伏的电压 。
实际应用环境中仍存在高频瞬态干扰的可能 。一般在切换电机、变压器、继电器等大功率感性负载时,或在雷击过程中,都会出现大振幅的瞬态干扰 。如果保护不当,RS-422 或 RS-485 通讯接口将会损坏 。对于这种瞬态干扰,可以采用隔离或旁路的方法进行保护 。
1、隔离保护方式 。该方案实际上是将瞬态高压传递到隔离界面中的电隔离层,由于隔离层的绝缘电阻高,不会产生破坏性的浪涌电流,起到保护界面的作用 。通常使用高频变压器和光耦等元件来实现接口的电气隔离 。现有的设备制造商已将所有这些组件集成到一个 IC 中,非常易于使用 。这种方案的优点是可以承受高电压、持久的瞬态干扰,并且比较容易实现,但缺点是成本较高 。
2、绕过保护方法 。该方案使用瞬态抑制元件(如 TVS、MOV、气体放电管等)将危险的瞬态能量旁路到地面 。瞬态干扰不能持续很长时间,需要良好的通道接地,难以实现 。在实际应用中,将上述两种方案结合起来灵活使用,如图1所示 。在这种方法中,隔离接口隔离大范围的瞬态干扰,旁路元件保护隔离接口免受过大的瞬态电压击穿 。
八、使用RS485接口时如何考虑传输线的长度?
使用RS485接口时,对于特定的传输线路,从发生器到负载的数据信号传输允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,主要受信号失真和噪声的限制 。最大电缆长度与信号速率的关系采用24AWG铜芯双绞电话线(线径0.51mm),线间旁路电容52.5PF/M,终端负载电阻100欧姆 。当数据信号速率下降到/S以下时,电缆长度被限制在1200M,假设最大允许信号损耗为6dBV 。完全有可能获得比实际更长的电缆长度 。使用不同线径的电缆时 。那么达到的最大电缆长度是不一样的 。