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RS-485电路设计经验

助工
2017-08-01 23:59:25    评分

RS-485标准


RS-485的标准全称为TIAA/EIA-485串行通讯标准。数据通讯采用差分线号传输方式,也称作平衡传输,使用一对双绞线,将其中一线定义为A,另一线定义为B,如下图:

11.jpg

通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平在-2~6V,是另一个逻辑状态。另有一个信号地C,在RS-485中还有一“使能”端,而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。


接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。


RS-485注意事项


1、RS485网络安装


RS485网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形网络。主要是为了降低反射信号(尤其是在节点处及总线阻抗不连续点),不会影响信号质量。


2、RS485终端匹配


对RS-422与RS-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。


一般终端匹配采用终接电阻方法,终接电阻一般在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻。这种匹配方法简单有效,但匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。


另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。


还有一种采用二极管的匹配方法。这种方案虽未实现真正的“匹配”,但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号,达到改善信号质量的目的。节能效果显著。

12.jpg

3、RS-485接地问题


电子系统的接地是很重要的,RS-485传输网络的接地同样也是很重要的,因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性,主要存在两大隐患:共模干扰和EMI。


共模干扰:RS-485接口采用差分方式传输信号方式且收发器有一定的共模电压范围,如RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。如下图,因地电位差导致的共模干扰:

13.jpg

电磁辐射(EMI)问题:驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路。如果没有一个低阻的返回通道(信号地)就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。


应对措施:

  • 若干扰源内阻不是非常小,可以考虑在接地线上加限流电阻限制干扰电流。

  • 采用浮地技术,隔断接地环路。

  • 采用隔离接口。


4、RS-485瞬态保护


前面提到的接地措施只对低频率的共模干扰有保护作用。对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了,因为引线电感的作用,对于高频瞬态干扰来讲,接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰可能会有成百上千伏的电压。但持续时间很短。如果不加以适当防护就会损坏接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。





关键词: RS-485     经验     匹配     干扰     电路设计    

专家
2017-08-02 08:15:17    评分
2楼

谢谢楼主分享经验。


高工
2017-08-02 17:35:35    评分
3楼

楼主的宝贵经验,怎能不赞一个


高工
2017-08-02 22:02:46    评分
4楼

谢谢分享,长知识。


专家
2017-08-03 10:08:17    评分
5楼

485我的最爱


专家
2017-08-05 23:08:55    评分
6楼

学习并收藏了,谢谢楼主的分享。


专家
2017-08-30 17:26:19    评分
7楼

这个小东西在实际的应用上面还是挺难驾驭的。



助工
2017-09-12 22:06:52    评分
8楼

这周老师无所不知无所不通啊,上个月一个项目,用485并了十几个设备,有两三个设备死活不通,现在想想都头疼,


菜鸟
2017-09-28 14:46:31    评分
9楼

点点滴滴都是经验啊


菜鸟
2017-10-09 10:43:04    评分
10楼

谢谢分享!学习了。


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