如何解決CAN/RS-485總線(xiàn)通訊異常問(wèn)題？

　　您在使用CAN或RS-485總線(xiàn)進(jìn)行調試時(shí)，是否遇到過(guò)偶爾通信出錯?或者接收不到數據?一直正常使用的總線(xiàn)，突然出現大范圍的錯誤，或者節點(diǎn)損壞?您還在為這些問(wèn)題不知所措，摸不著(zhù)頭腦嗎?使用總線(xiàn)隔離，或許能輕易幫您解決問(wèn)題。

　　實(shí)際總線(xiàn)應用中，您是否遇到過(guò)以下問(wèn)題：

　　1. 設備及人身安全——潛在的高壓危險

　　CAN、RS-485總線(xiàn)的使用環(huán)境非常復雜，一些惡劣的使用場(chǎng)合會(huì )存在高壓。極容易產(chǎn)生觸電危險，危及人身或設備安全。

　　2.遠端無(wú)法接收到數據——地電勢差存在

　　許多實(shí)際應用中，通信距離可達幾千米，節點(diǎn)之間的距離很遠。設計者常常直接將每個(gè)節點(diǎn)的參考地接于本地的大地，作為信號的返回地，看似正?？煽康淖龇?，卻存在極大的隱患!即使調試正常的系統，也可能在使用一段時(shí)間后出現各種問(wèn)題。

　　常常被忽略的問(wèn)題是：兩個(gè)節點(diǎn)之間大地也可能存在很大的電勢差!!!實(shí)際的大地并不是理想的“0”電位，大地也是導體，也存在阻抗。當大的電流流過(guò)大地時(shí)，流過(guò)電流的大地兩端也會(huì )存在電勢差。如圖1所示。

　　圖1

　　若直接將相距很遠的通信節點(diǎn)分別連接至各自的本地大地，地電勢差會(huì )以共模電壓的形式疊加在總線(xiàn)發(fā)送器的輸出端，疊加之后的信號可能遠遠超過(guò)接收器所能承受的共模輸入電壓范圍，從而無(wú)法正常接收信號，嚴重還會(huì )損壞收發(fā)器。普通的CAN、RS-485收發(fā)器的共模輸入范圍較小，如SN65HVD251、SP3085兩款收發(fā)器僅支持-7~+12V共模輸入范圍，大地流過(guò)各種大型設備注入的大電流，由此引起的地電勢差可高達幾伏、幾十伏甚至上百伏，遠遠超出收發(fā)器所能承受的電壓范圍。

　　3.毫無(wú)征兆的數據錯誤，或器件損壞——地環(huán)路影響

　　既然節點(diǎn)之間的大地存在電勢差，那直接用一根線(xiàn)將兩個(gè)節點(diǎn)的地再連起來(lái)不就可以了?大錯特錯!這樣做只能使情況更加嚴重，這根長(cháng)長(cháng)的導線(xiàn)會(huì )與大地形成一個(gè)極大的地環(huán)路!

　　相信大家在學(xué)生時(shí)代就知道，一個(gè)閉合線(xiàn)圈在變化的磁場(chǎng)里面就會(huì )產(chǎn)生電流。50Hz的交流電力線(xiàn)、大型電機等，都是交流磁場(chǎng)的來(lái)源，若總線(xiàn)靠近或經(jīng)過(guò)這些地方，地環(huán)路就會(huì )產(chǎn)生電流高達數安培甚至上百安培。電流流過(guò)地環(huán)路產(chǎn)生的共模電壓就會(huì )影響總線(xiàn)的正常通信。

　　除了穩定的磁場(chǎng)來(lái)源，一些電力線(xiàn)的浪涌、雷擊、高頻噪聲等瞬態(tài)干擾都有可能被這個(gè)巨型的“環(huán)形天線(xiàn)”拾取，并造成通信異常。

　　圖2

　　4.怎么辦?

　　將您正在使用的CAN、RS-485收發(fā)器換成隔離CAN、RS-485收發(fā)器吧!

　　隔離收發(fā)器可將總線(xiàn)和控制電路進(jìn)行電氣隔離，將高壓阻擋在控制系統之外，可以有效地保證操作人員的人身及系統安全。不僅如此，隔離可以抑制由接地電勢差、接地環(huán)路引起的各種共模干擾，保證總線(xiàn)在嚴重干擾和其它系統級噪聲存在的情況下不間斷、無(wú)差錯運行。如圖3所示，使用隔離收發(fā)器后，可以有效防止形成地環(huán)路，總線(xiàn)參考地可跟隨共模電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，共模電壓全部由隔離帶承受，共模電壓對總線(xiàn)信號變得不再可見(jiàn)，從而保證總線(xiàn)穩定可靠地通信。

　　圖3

　　5.如何實(shí)現隔離?

　　實(shí)現總線(xiàn)隔離的方法主要有兩種，一種是使用隔離DC-DC，光耦等分立器件實(shí)現節點(diǎn)與收發(fā)器之間的隔離。使用這個(gè)方式，電路較復雜，且體積較大，很難滿(mǎn)足目前電子產(chǎn)品的高集成度要求。另一種是直接使用隔離收發(fā)器，單一產(chǎn)品，設計簡(jiǎn)單，集成度高。

　　ZLG致遠電子專(zhuān)注于隔離電源、隔離通信產(chǎn)品的研發(fā)，其研發(fā)生產(chǎn)的CTM、RSM系列隔離收發(fā)器獲得了市場(chǎng)的廣泛認可。這些產(chǎn)品保留了傳統隔離電路的設計理念，包括電源隔離、電氣隔離。更重要的是：完善的測試系統以及先進(jìn)的工藝保證產(chǎn)品的一致性，具有防水、防震、延長(cháng)使用壽命等眾多優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品采用灌封工藝，能夠對電路板以及電子元器件進(jìn)行持續保護，使其免受潮濕、震動(dòng)、過(guò)熱、腐蝕以及輻射的影響，延長(cháng)產(chǎn)品的壽命。采用一體化的通訊隔離模塊比分立元器件設計給客戶(hù)帶來(lái)更高的價(jià)值，如表1所示。

　　表1 方案對比

　　ZLG致遠電子為您提供優(yōu)質(zhì)可靠的隔離CAN收發(fā)器、隔離RS-485收發(fā)器，電源、信號全隔離，隔離耐壓高達2500VDC及以上，可為您的CAN、RS-485總線(xiàn)保駕護航!