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飞凌嵌入式攻城狮在行动丨RS485通讯接地问题
发布时间:2019-09-02 23:09

  近日技术服务部收到反馈:某客户基于飞凌FETMX6DL-C核心板自己设计了产品,在运行过程中RS485不能正常通信,存在通信异常情况。

  技术服务“攻城狮”协助检测之后,判断原因为:硬件电路上面RS485电路没有设计成隔离方案。在与客户实际沟通过程中获知,现场通讯距离远通过两根普通的双绞线数据线没有屏蔽线并且没有接地。

  为什么要采用带屏蔽双绞线,而且屏蔽线需要接外壳?这就涉及到一个知识点——RS485接地问题。

  通过上图看出RS485信号就由AB两根信号线进行通信,往往简单用双绞线将AB连接在一起忽略接地连接,造成信号传输不稳定。例如RS485传输环境比较恶略或者远程传输情况下对信号接地要求较高。RS485远距离传输不接地通信异常原因如下:

  ❶ 共模干扰问题:RS485接口采用差分方式传输信号,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS485收发器共模电压范围为-7~+12V(如下图),只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。因为RS485是总线方式的传输,总线上有很多的节点,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。

  ❷ EMI电磁兼容性问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个信号地这个低阻的返回通道,信号中的共模部分就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

  更换带屏蔽的双绞线,将双绞线的屏蔽端单点接地,这样干扰信号就释放到大地。建议客户下次改版时采用RS485隔离方案,将系统电源跟数据传输线进行隔离,彻底消除共模电压的影响,并滤除接地回路跟传导噪声的引起的干扰。

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