RS-485工業(yè)接口的設計應用指南
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圖7：最小節點(diǎn)間距與器件和傳輸媒介容抗的關(guān)系。
接地與隔離
遠程數據連接通常存在很大的地電位差(GDP)，該電位差到了發(fā)送器的輸出上就成了共模噪聲。如果這種噪聲過(guò)大，就可能超過(guò)接收器的輸入共模噪聲容限，從而對器件造成損壞。因此，不建議依靠本地接地作為電流回流的可靠路徑(見(jiàn)圖8a)。也不建議直接用地線(xiàn)連接遠程地，(見(jiàn)圖8b)因為這可能會(huì )引發(fā)很大的地回路電流，耦合到數據線(xiàn)之中成為共模噪聲。像RS-485建議的那樣通過(guò)在接地通路上插入電阻來(lái)減小回路電流也只解決了一半問(wèn)題。一個(gè)大接地回路的存在就使數據鏈路對回路中其他地方產(chǎn)生的噪聲非常敏感。因此，通過(guò)這種方式仍無(wú)法建立一個(gè)可靠的數據鏈路(見(jiàn)圖8c)。
圖8：需要注意的設計缺陷
a) GPD過(guò)高； b) 回路電流過(guò)大； c)減小回路電流，但過(guò)大的接地環(huán)路仍會(huì )導致電路對感應噪聲高度敏感。
電源隔離器，例如隔離型DC/DC變換器、和數字容性隔離器等信號隔離器均能阻止電流在遠程系統的接地之間流通，從而避免創(chuàng )造這樣的電流回路。
圖9給出的是多個(gè)隔離型收發(fā)器的詳細連接。所有收發(fā)器中除了一個(gè)以外其他均通過(guò)隔離連接到總線(xiàn)，圖中唯一一個(gè)未隔離的收發(fā)器為整個(gè)總線(xiàn)提供單一地參考。
圖9：多個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)收發(fā)器位置與單一地參考的隔離
雖不能說(shuō)是非常完整，但本文的目標是涵蓋RS-485系統設計的所有主要問(wèn)題。盡管關(guān)于這一主題有大量的技術(shù)文獻，但本文旨在為新接觸RS-485的系統設計師們提供一個(gè)詳盡的設計指南。
按照本文討論的方法，并參考一些詳細的應用報告，可以幫助設計師們在最短時(shí)間內完成一個(gè)可靠的符合RS-485標準的系統設計。
德州儀器公司的RS-485收發(fā)器產(chǎn)品十分豐富，涵蓋范圍也很廣。器件特性包括低EMI、低功率(1/8UL)、高ESD保護(從16kV到30kV)，以及針對開(kāi)路、短路和總線(xiàn)空閑條件的全套故障保險功能。對于需要隔離的遠距離應用，德州儀器的產(chǎn)品線(xiàn)還擴展到單片雙隔離器、三隔離器和4隔離器版本的單向和雙向數字隔離器(從DC到150Mbps)，以及隔離型DC/DC變換器(帶3V到5V整流輸出)，以為隔離柵兩端同時(shí)提供電源。(end)
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