电子开发 | 基础入门 | 电路原理图 | 濮婎垰鑸伴崶鎯х杽娓氾拷 | PLC閸╄櫣顢�   閵嗗﹤顩ч弸婊冩灘濞嗐垺婀扮粩娆欑礉鐠囬攱瀵� Ctrl+D 閹靛濮╅弨鎯版閿涗焦鍔呯拫銏″亶閻ㄥ嫭鏁幐浣碘偓锟�娑撯偓鐠у嘲顒熸稊鐘辩鐠х柉绻樺銉礉閻㈤潧鐡欏鈧崣鎴犲竾濞嗐垼绻嬮幃顭掔磼.

电子开发网

电子开发网电子设计 | 电子开发网Rss 2.0 会员中心 会员注册

閳藉懐鏁哥捄顖氬彆瀵繑澧滈崘宀嬬礉閺堚偓閺傛壆澧楅妴濠勬暩鐎涙劗鏁哥捄顖氬彆瀵繗顓哥粻妤€娅掗妴瀣剁礉閻絻鐭鹃崗顒€绱¢弻銉嚄閹靛鍞� 閻絻鐭鹃崗顒€绱$拋锛勭暬閸c劊鈧劗鏁哥€涙劒绮犳稉姘眽閸涙ê绻€婢跺洦澧滈崘灞烩偓锟�
閳藉棗宕勬径鈺侇劅娴兼艾宕熼悧鍥ㄦ簚鐎圭偘绶�100 c鐠囶叀鈻� chm閺嶇厧绱¢妴鍌濈カ閺傛瑥鍞寸€圭顕涚紒鍡礉鐟曞棛娲婃笟瀣摍婢舵熬绱濋崘鍛啇楠炶¥鈧劗鏁哥€涙劒绮犳稉姘眽閸涙ê绻€婢跺洦澧滈崘灞烩偓锟�
搜索: 您现在的位置: 电子开发网 >> 电子开发 >> 通讯类电路 >> 正文

RS-485接口的工作原理以及抗电磁干扰的解决方案解析

作者:佚名    文章来源:转载    点击数:2830    更新时间:2023/8/21

RS-485接口往往需要工作在恶劣的电磁环境下,还要求实现长距离数据传输(可以达到1200米)、高速(可以达到几十Mbps)。那么在设计方面需要注意一些什么呢?本文主要介绍RS-485的工作模式,以及RS-485可能面对的EMI电磁干扰以及对应的解决方案。

详解RS-485工作原理

以差分传输来应对共模干扰

当RS-485芯片接受到差分电压大于200mV时,RO脚输出低电平,而本身DI可以输出1.5V的差分电压。因此有足够的余量来支持长距离传输以及各种环境噪声的干扰。

RS-485芯片工作原理 

图1:RS-485芯片工作原理

为了消除在通信电缆中的信号反射,一般使用双绞线来避免干扰。对于比较长的连接,一般的做法是在RS-485总线的开始和末端都并接终端电阻,因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在120Ω左右。

RS-485的工作模式

以ADI的ADM3061EARZ为例,半工RS-485连接支持多个接收器和发射器在同一个信号回路上,但是要保证每次只有一个发射器工作。这个可以通过控制RE(收器使能)、DE(发射器使能引脚)来实现。半工RS-485可以双向数据传输,但是每一个时间节点上只能一个方向传输信号。

RS-485收发器的工作模式 

图2:RS-485收发器的工作模式

了解更多RS485收发器信息,请点击Digi-Key RS485收发器。

RS-485如何连接

为了避免信号反射,在多个RS-485连接时,支路长度(StubLength)越短越好。同时要避免其他类型的连接,比如星型连接。

注:理论上支路长度应该小于1/4波长(传输频率对应的波长),实际应用上越小越好。

RS-485的正确连接 

图3:RS-485的正确连接

最大可以接多少个节点由RS-485接收器的输入阻抗来决定,标准RS-485接收器输入阻抗大于12K欧姆,最多可以驱动32个负载。输入电阻越大,驱动的负载越多。比如ADM3061EARZ输入阻抗48K欧姆,最多可以驱动128个负载。

RS-485接收器的输入阻抗和负载数量 

图4:RS-485接收器的输入阻抗和负载数量

RS-485面临的EMC电磁干扰风险

对于RS-485的EMC电磁干扰需要考虑下面三种情况的静电防护:

“静电”防护ESD:

干扰成因:静电引起的干扰

干扰路径:手指触碰

对应标准:IEC 61000-4-2

典型干扰波形:接触放电±8 kV ,ESD脉冲4mJ ,ESD波形(接触放电8kV)

静电干扰典型干扰波形 

图5:静电干扰典型干扰波形

“电快速瞬变脉冲群” 防护EFT

干扰成因:快速开关引起的干扰,比如:切断感性负载、继电器触点弹跳等

干扰路径:高频噪声通过各种路径耦合到通信端口

对应标准:IEC 61000-4-4

典型干扰波形:端口电压2kV,单个EFT脉冲能量4mJ ,EFT 50Ω负载波形2kV

电快速瞬变脉冲群典型干扰波形 

图6:电快速瞬变脉冲群典型干扰波形

“浪涌”防护Surge

干扰成因:开关或雷电瞬变引起的干扰

干扰路径:各种路径耦合到通信端口

对应标准:IEC 61000-4-5

典型干扰波形:浪涌脉冲能量可以达到90J,浪涌1.2/50µs波形

浪涌电压典型干扰波形 

图7:浪涌电压典型干扰波形

RS485的EMC电磁干扰解决方案

TVS管保护

如何连接:TVS管连接需要保护的线路与地,提供过压保护。

如何工作:当产生大于TVS的击穿电压的瞬态电压时,TVS电阻变小,能量从TVS管流到地(《1 ns)。在瞬态事件后,TVS管自动复位至低阻抗状态,允许系统恢复正常工作

TVS保护电路 

图8:TVS保护电路

TVS管非对称击穿电压:RS485芯片需要保障在+12V至–7V的收发器共模范围。因此对于TVS管的要求也是非对称击穿电压。比如CDSOT23-SM712独有特性是具有+13.3V和–7.5V的非对称击穿电压。

如果需要了解更多非对称TVS管信息,请点击Digi-Key 非对称TVS管选择, 可以根据参数选型,选择「12V(最大), 7V(最小)」项,查找针对RS485设计的TVS管。

选择针对RS485设计的TVS 

图9:选择针对RS485设计的TVS

TVS管对于EFT和ESD有着比较好保护。而浪涌的能量平均高出ESD和EFT三到四个数量级, 但是TVS管可能不一定能很好的瓦解浪涌的能量,这时则需要更复杂的保护方案。

瞬态闭锁单元(TBU)

如何连接:TBU串联在需要保护的线路中,提供过流保护,与TVS管配合使用。

如何工作:当发生过流,TVS由于瞬态电压工作在击穿状态,TBU阻值变大,电流将升至预设的限流水平。此时,TBU会在不足1µs时间内将受保护电路与浪涌断开,只有极小的电流通过受保护电路 (《1mA)。在瞬态事件后,TBU自动复位至低阻抗状态,允许系统恢复正常工作。典型的TBU,比如Bourns 的TBU-CA065-200-WH。

TBU保护电路 

图10:TBU保护电路

浪涌抑制专用芯片

一个器件提供的保护往往有限,所以对于高要求的应用,往往需要多种器件联合使用。

你可以访问Digi-Key浪涌抑制IC,选择相关的器件。Digi-Key网站提供丰富的参数选项供选择,下图中「外部开关」指的是器件外部需要另加开关(比如MOS管),而该芯片一般是起到控制作用。而「内部开关」指的是保护电路的开关在芯片的内部。

浪涌抑制专用芯片选型参数 

图11:浪涌抑制专用芯片选型参数

本文小结

尽管已使用多年,RS-485凭借良好的共模噪声的抗干扰的能力,适于长距离信号传输,仍广泛应用于工业环境。


Tags:RS-485,电磁干扰,串口通讯,干扰  
责任编辑:admin
请文明参与讨论,禁止漫骂攻击,不要恶意评论、违禁词语。 昵称:
1分 2分 3分 4分 5分

还可以输入 200 个字
[ 查看全部 ] 网友评论
    没有任何评论
鐢靛瓙寮€鍙戠綉锛氭眹闆嗙患鍚堝悇绫荤數瀛愬埗浣滀笌鐢佃矾鍥剧殑缃戠珯锛宲lc宸ユ帶鎶€鏈�,妯$數鏁扮數鐭ヨ瘑,鍗曠墖鏈篍DA绛夌瓑锛佽崯钀冪數璺浘缃戠珯绮惧崕锛屼负宸ョ▼甯堝垱閫犱环鍊笺€傛杩庡叧娉ㄥ井淇″叕浼楀彿锛氱數瀛愬紑鍙戠綉锛�
最新推荐
璧勬枡鍖呬笅杞�
 [闂傚倷绀侀幉锟犮€冮崱妞曞搫饪伴崟顒佺彿闂佸搫绋侀崢鑲┾偓姘槸铻栭柨鏇氱劍绾爼鏌曢崼顐喊闁哄矉绻濆畷鎺楁晜閽樺浼�]闂傚倷绀侀幉锟犲Φ閻愮數鐭嗗〒姘e亾濠碘€崇仛瀵板嫮浠︾粙澶稿濠电偞鍨电壕顓犳閹殿喚纾奸柛娆惷畵鍡欌偓瑙勬穿缁绘繂顕i幘顔藉亹鐎瑰壊鍠楀В鍫ユ⒒娴e憡鎯堥柣妤€妫濋獮鏍敃閿旇棄浠鹃梺鍛婃处閸撴盯鎮疯ぐ鎺撶叆闁绘洖鍊圭€氾拷100 c闂備浇宕垫慨鏉懨归崟顖氱闁跨噦鎷�
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]婵犵數鍋為崹鍫曞箰閹间絸鍥┾偓鍦О娴滃湱绱掗埀顒勬倻閻娀姊虹拠鎻掝劉闁告劘宕电槐鎾愁潩閸楃偛袣闂佸憡娲﹂崜娑€€呴悜鑺ュ仯闁诡厽甯掓俊浠嬫煕閳轰礁鈧灝顕i崼鏇熷€婚柛鈩冾殘娴犙冣攽閻愬弶锛嶉柡渚囩厺-TR
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]LM324闂備礁鎼ˇ顐﹀疾濠婂牆绀夐柡宥庡幖濡﹢鏌ㄩ悤鍌涘4~20mA闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹达箑绠柨鐕傛嫹1~5V闂傚倷鐒﹂惇褰掑垂瑜版帗鍊舵慨妯夸含閻牓鏌ㄩ悤鍌涘
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]LM386婵犵绱曢崑娑橈耿鏉堚晛鍨濇い鏍仦閸婂灚銇勯幒宥囧妽濠殿垱鎸抽弻鐔煎箲閹伴潧娈銈嗘煥閿曨亪寮诲☉婊呯杸闁瑰灝鍟崜璺侯渻閵堝啫鍔滈柟鐟版搐椤曪綁濡搁埡浣虹暰閻熸粌顑嗙粋宥夋晲婢跺鍘遍梺鎸庣箓閸燁偅淇婃總鍛婂仺妞ゆ牓鍊栫€氾拷
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]936闂傚倷鑳剁划顖滄暜閹烘鏅濋柕鍫濈墑娴滃綊鏌熺紒銏犳灍闁稿鍔岄湁闁挎繂鎳庨弳鐔兼煟閺傛寧鍤囬柡灞剧☉铻i柣鎾冲閻忎線姊虹拠鈥虫灈闁挎洦浜滈悾鐑藉醇閺囩喐娅㈤梺璺ㄥ櫐閹凤拷
 [闂傚倷绀侀幉锟犮€冮崱妞曞搫饪伴崟顒佺彿闂佸搫绋侀崢鑲┾偓姘槸铻栭柨鏇氱劍绾爼鏌曢崼顐喊闁哄矉绻濆畷鎺楁晜閽樺浼�]闂備胶鍎甸崜婵堟暜閹烘绠犻幖娣妽閺咁剟鏌熼柇锕€鍘撮柡瀣墵閺屾洝绠涢妷褏锛熼梺闈涚墛閹告娊骞冭ぐ鎺撳仏閻庢稒锚椤忥拷+濠电姷鏁搁崑鐐哄箰閹绢喖鐤炬繛鎴炲焹閸嬫捇鎯傞崨濠傤伓+闂傚倷鑳堕、濠勭礄娴兼潙纾块柟缁㈠櫘閺佸棝鏌i弬鍨倯闁稿骸绉归弻娑㈠即閵娿儰绨荤紓浣插亾闁跨噦鎷�
 [闂傚倸鍊风欢锟犲磻閸涱収娼╅柕濞炬櫅閺嬩線鏌曢崼婵愭Ч闁稿鍔戝濠氬醇閻旀亽鈧帡鏌熼挊澶屝ч柟顔款潐閹峰懘鎮烽幍顕呮О婵$偑鍊栭幐鎼佸箟閳ョ繀缂氭い蹇撶墱閺佸秵绻涢崱妯哄Е闁稿鎷�]S7-200PLC闂傚倷鐒﹂惇褰掑礉瀹€鈧埀顒佸嚬娴滅偤骞愰幒妤€顫呴柕鍫濇閸撴娊姊虹紒妯烩拹婵″弶甯¢獮蹇涱敃閳锋艾缍婇幃顏堝川椤旂⒈浼� S7_2
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]S7-200闂備礁婀遍崢褔鎮洪妸鈺佺濠电姵鑹鹃崙鐘绘煕閹般劍娅囨い鈺冨厴閹鎷呴崨濠呯缂備讲鍋撻柛鏇ㄥ灡閻撴洟鐓崶椋庢偧闁告ɑ绮庣槐鎺楀箟鐎n偄顏�,STEP7
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]ModbusPoll闂傚倷绀侀幉锛勫垝瀹€鍕垫晢闁绘牕鐛沚usSalve闂傚倷鑳舵灙濡ょ姴绻橀獮蹇涙晸閿燂拷
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]STEP7濠电姷顣藉Σ鍛村垂椤忓牆绀堟繝闈涚墐閸嬫挸顫濋鐘冲櫚闂佸搫鑻惌浣虹不濞戙垹妫橀悹鎭掑妽閳诲苯鈹戦悙宸殶濠殿喕鍗冲畷鎰板即閻樺搫小闂佽法鍣﹂幏锟� Smart_
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]Modbus闂備浇宕垫慨鎾敄閸涙潙鐤柟鎯板Г閸庡﹥銇勯弽銊х煀闁搞劍绻堥弻娑㈠箻濡も偓閸婅崵鎲撮敓锟� v1.024 缂傚倸鍊搁崐椋庢閵堝绠柨鐕傛嫹
 [闂備礁鎼ˇ閬嶅磿閹版澘鍨傛い鏍ㄥ焹閺嬪酣鏌曡箛瀣伄閻忓繒鏁婚弻銊╂偆閸屾稑顏�]Modscan32闂傚倷绀侀幉锛勫垝瀹€鍕垫晢闁绘牕鐛泂im32,modb
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]89c51闂傚倷鑳舵灙缂佺粯鍔欒棟闂侇剙绉甸崑鐔哥箾閹存瑥鐏╂俊顐o耿濮婃椽顢曢敐鍥剁伇闂傚倸妫楃紞濠囧蓟閿濆鏁傞柛鈩冾殕閻濄垻绱撴担浠嬪摵闁绘侗妲漮tues
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]婵犵數鍋為崹鍫曞箰缁嬫5娲Χ婢跺﹦顦版俊銈忕到閸燁偊宕掗妸鈺傜厱闁绘劖娼欒ⅷotues婵犵數鍋涢顓熸叏閹€鏋栭柡鍥╁剳閼板潡鏌ㄥ☉妯侯伀闁活厽鐟╅幃妤呮晲鎼存繄鏁栫紒鐐緲缁夌數鎹㈠┑濠庢Ъ闂佸憡姊归〃濠囧箖閵夆晜鏅搁柨鐕傛嫹
 [闂傚倷鐒﹀鍨熆閳ь剛绱掗幓鎺濈吋闁诡垰鐭傞幃娆擃敆閸屻倖绁梺鑽ゅУ娴滀粙宕濆澶婃槬闁稿瞼鍋為崑锝吤归敐鍥ㄥ殌缂佲偓閸愨斂浜滈柟鍨鐎氾拷]51闂傚倷绀侀幉锟犮€冮崱妞曞搫饪伴崟顒佺彿闂佸搫绋侀崢鑲┾偓姘樀閺屾稑鈹戦崱妤婁患闂佺鍐垮姛缂佽鲸甯為埀顒婄秬閸╂牜鈧熬鎷� protues婵犵數鍋涢顓熸叏閹€鏋栭柡鍥╁剳閼板潡鏌ㄩ悤鍌涘
鏈€鏂版枃绔�
关于我们 - 联系我们 - 广告服务 - 友情链接 - 网站地图 - 版权声明 - 在线帮助 - 文章列表
返回顶部
刷新页面
下到页底
晶体管查询