攻城獅在行動(dòng)丨RS485通訊接地問(wèn)題
近日技術(shù)服務(wù)部收到反饋：某客戶(hù)基于飛凌FETMX6DL-C核心板自己設(shè)計(jì)了產(chǎn)品，在運(yùn)行過(guò)程中RS485不能正常通信，存在通信異常情況。
技術(shù)服務(wù)“攻城獅”協(xié)助檢測(cè)之后，判斷原因?yàn)椋河布?a href="http://www.tkbv.cn/article-new-c22/280.html" class="tag-link">電路上面RS485電路沒(méi)有設(shè)計(jì)成隔離方案。在與客戶(hù)實(shí)際溝通過(guò)程中獲知，現(xiàn)場(chǎng)通訊距離遠(yuǎn)通過(guò)兩根普通的雙絞線進(jìn)行連接，RS485數(shù)據(jù)線沒(méi)有屏蔽線并且沒(méi)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(gè)知識(shí)點(diǎn)——RS485接地問(wèn)題。
MAX3485芯片工作電路如下圖所示：
通過(guò)上圖看出RS485信號(hào)就由AB兩根信號(hào)線進(jìn)行通信，往往簡(jiǎn)單用雙絞線將AB連接在一起忽略接地連接，造成信號(hào)傳輸不穩(wěn)定。例如RS485傳輸環(huán)境比較惡略或者遠(yuǎn)程傳輸情況下對(duì)信號(hào)接地要求較高。RS485遠(yuǎn)距離傳輸不接地通信異常原因如下：
? 共模干擾問(wèn)題：RS485接口采用差分方式傳輸信號(hào)，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V（如下圖），只有滿(mǎn)足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。因?yàn)镽S485是總線方式的傳輸，總線上有很多的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。
? EMC電磁兼容性問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)信號(hào)地這個(gè)低阻的返回通道，信號(hào)中的共模部分就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)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(diǎn)接地，這樣干擾信號(hào)就釋放到大地。建議客戶(hù)下次改版時(shí)采用RS485隔離方案，將系統(tǒng)電源跟數(shù)據(jù)傳輸線進(jìn)行隔離，徹底消除共模電壓的影響，并濾除接地回路跟傳導(dǎo)噪聲的引起的干擾。
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