攻城獅在行動丨RS485通訊接地問題
近日技術服務部收到反饋：某客戶基于飛凌FETMX6DL-C核心板自己設計了產品，在運行過程中RS485不能正常通信，存在通信異常情況。
技術服務“攻城獅”協助檢測之后，判斷原因為：硬件電路上面RS485電路沒有設計成隔離方案。在與客戶實際溝通過程中獲知，現場通訊距離遠通過兩根普通的雙絞線進行連接，RS485數據線沒有屏蔽線并且沒有接地。
為什么要采用帶屏蔽雙絞線，而且屏蔽線需要接外殼？這就涉及到一個知識點——RS485接地問題。
MAX3485芯片工作電路如下圖所示：
通過上圖看出RS485信號就由AB兩根信號線進行通信，往往簡單用雙絞線將AB連接在一起忽略接地連接，造成信號傳輸不穩定。例如RS485傳輸環境比較惡略或者遠程傳輸情況下對信號接地要求較高。RS485遠距離傳輸不接地通信異常原因如下：
? 共模干擾問題：RS485接口采用差分方式傳輸信號，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發器有一定的共模電壓范圍，RS485收發器共模電壓范圍為-7～+12V（如下圖），只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。因為RS485是總線方式的傳輸，總線上有很多的節點，當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。
? EMC電磁兼容性問題：發送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個信號地這個低阻的返回通道，信號中的共模部分就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。
整改建議
更換帶屏蔽的雙絞線，將雙絞線的屏蔽端單點接地，這樣干擾信號就釋放到大地。建議客戶下次改版時采用RS485隔離方案，將系統電源跟數據傳輸線進行隔離，徹底消除共模電壓的影響，并濾除接地回路跟傳導噪聲的引起的干擾。
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