关于 485 总线的接地问题
chunyang 发表于 8/23/2005 10:25:42 AM 通信技术 ←返回版面
在 485 总线的应用中如果简单地只用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起
来而忽略了信号地的互连这种连接方法在许多场合是能正常工作的但却埋下了
很大的隐患这有下面二个原因
1共模干扰问题485 总线虽采用差分方式传输信号似乎并不需要相对于某个参
照点来判定信号系统只需检测两线之间的电位差就可以了但有人往往忽视了任何
485 接口 IC 总有一定的共模电压承受范围如一般的-7+12V只有满足这个条件
整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可
靠甚至损坏接口。比如当发送器 A 向接收器 B 发送数据时发送器 A 的输出共模
电压为 VOS由于两个系统具有各自独立的接地系统存在着地电位差 VGPD那
么接收器输入端的共模电压 VCM 就会达到 VCM=VOS+VGPD。RS-485 标准规定
VOS≤3V但 VGPD 可能会有很大幅度如十几伏甚至上百伏且可能伴有强干扰快
速波动致使接收器共模输入超出正常范围并在传输线路上产生干扰电流轻则影
响正常通信重则损坏通信接口电路。
2EMI 问题发送器输出信号中的共模部分需要一个返回通路如没有一个低阻的
返回通道信号地就会以辐射的形式返回源端注意 485 的交流模型整个总
线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
由于上述原因尽管 485 采用了差分平衡传输方式但对整个 485 网络而言必
须有一条低阻的信号地将各个接口的工作地连接起来使共模干扰电压 VGPD 被短
路。这条信号地可以是额外的一条线非屏蔽双绞线或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。
这是最通常的接地方法。
值得注意的是这种做法仅对高阻型共模干扰有效由于干扰源内阻大短接后不
会形成很大的接地环路电流对于通信不会有很大影响。若共模干扰源内阻较低时
则会在接地线上形成较大的环路电流影响正常通信这时应采用下述解决方案
1 采用浮地技术隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的一种方法当共模
干扰内阻很小时上述方法已不能奏效此时可以考虑将引入干扰的节点例如处于恶
劣的工作环境的现场设备浮置起来也就是系统的电路地与机壳或大地隔离这
样就隔断了接地环路不会形成很大的环路电流。
2 采用隔离接口。有些情况下出于安全或其它方面的考虑电路地必须与机壳
或大地相连不能悬浮这时可以采用隔离接口来隔断接地回路但是仍然应该有一
条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。
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