【电路】485总线隔离必要性

影响RS-485通讯的因素1、大地的电势差许多实际应用中通信距离可达几千米节点之间的距离很远。设计者常常直接将每个节点的参考地接于本地的大地作为信号的返回地看似正常可靠的做法却存在极大的隐患即使调试正常的系统也可能在使用一段时间后出现各种问题。常常被忽略的问题是两个节点之间大地也可能存在很大的电势差实际的大地并不是理想的“0”电位大地也是导体也存在阻抗。当大的电流流过大地时流过电流的大地两端也会存在电势差。如图所示若直接将相距很远的通信节点分别连接至各自的本地大地地电势差会以共模电压的形式叠加在总线发送器的输出端叠加之后的信号可能远远超过接收器所能承受的共模输入电压范围从而无法正常接收信号严重还会损坏收发器。2、地环路影响既然节点之间的大地存在电势差那直接用一根线将两个节点的地再连起来不就可以了大错特错这样做只能使情况更加严重这根长长的导线会与大地形成一个极大的地环路相信大家在学生时代就知道一个闭合线圈在变化的磁场里面就会产生电流。50Hz 的交流电力线、大型电机等都是交流磁场的来源若总线靠近或经过这些地方地环路就会产生电流高达数安培甚至上百安培。电流流过地环路产生的共模电压就会影响总线的正常通信。除了稳定的磁场来源一些电力线的浪涌、雷击、高频噪声等瞬态干扰都有可能被这个巨型的“环形天线”拾取并造成通信异常。那么怎么消除以上因素的影响呢唯一的方法就是采用浮地技术将通讯设备和大地隔开不能形成回路如下图隔离操作最重要的就是使用隔离电源将右侧电压输出电压浮空。某个节点的A、B电压对另一个节点是没有意义的可以说都是无限大用万用表是测不出的。只有A、B的压差是有意义的这样可以消除大地电势差带来的影响。当然你将浮空后的所有节点的地线连接也是OK的将所有节点的“0”电位统一RS-485总线一样正常。实际应用的隔离有两种情况1、确保万无一失的在电路板上加隔离比如使用自带隔离电源的芯片ADM2587E防止出现图1的情况各个节点设备的电源地都接入大地且大地之间有较大电势差。2、正常给设备的供电的直流电源就已经是隔离电源如果各节点都是用不接地的直流电源或者只有一个节点接地又或者接地的节点之间没有较大的大地电势差那总线网络是可以正常工作的。所以电路板上的RS-485电路一般可以不加隔离但是加个TVS作电压保护还是要的。如果实在不行必须加隔离在不动电路板的情况下淘宝上带隔离的485中继器还是很多的。