關(guān)于485總線的接地問題

在RS485總線的應用中，如果簡單地只用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來，而忽略了信號地的互連，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有下面二個原因：
1．共模干擾問題：RS485總線雖采用差分方式傳輸信號，似乎并不需要相對于某個參照點來判定信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了，但有人往往忽視了任何485接口IC總有一定的共模電壓承受范圍，如一般的-7～+12V，只有滿足這個條件，整個網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。比如當發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送器A的輸出共模電壓為VOS，由于兩個系統(tǒng)具有各自獨立的接地系統(tǒng)，存在著地電位差VGPD，那么接收器輸入端的共模電壓VCM就會達到VCM=VOS+VGPD。RS-485標準規(guī)定VOS≤3V，但VGPD可能會有很大幅度如十幾伏甚至上百伏，且可能伴有強干擾（快速波動），致使接收器共模輸入超出正常范圍并在傳輸線路上產(chǎn)生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞通信接口電路。
2．EMI問題：發(fā)送器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），就會以輻射的形式返回源端（注意485的交流模型），整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。
由于上述原因，盡管485采用了差分平衡傳輸方式，但對整個485網(wǎng)絡(luò)而言，必須有一條低阻的信號地將各個接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓VGPD被短路。這條信號地可以是額外的一條線（非屏蔽雙絞線），或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。這是最通常的接地方法。
值得注意的是，這種做法僅對高阻型共模干擾有效，由于干擾源內(nèi)阻大，短接后不會形成很大的接地環(huán)路電流，對于通信不會有很大影響。若共模干擾源內(nèi)阻較低時，則會在接地線上形成較大的環(huán)路電流，影響正常通信，這時應采用下述解決方案：
（1）采用浮地技術(shù)，隔斷接地環(huán)路。這是較常用也是十分有效的一種方法，當共模干擾內(nèi)阻很小時上述方法已不能奏效，此時可以考慮將引入干擾的節(jié)點（例如處于惡劣的工作環(huán)境的現(xiàn)場設(shè)備）浮置起來（也就是系統(tǒng)的電路地與機殼或大地隔離），這樣就隔斷了接地環(huán)路，不會形成很大的環(huán)路電流。
（2）采用隔離接口。有些情況下，出于安全或其它方面的考慮，電路地必須與機殼或大地相連，不能懸浮，這時可以采用隔離接口來隔斷接地回路，但是仍然應該有一條地線將隔離側(cè)的公共端與其它接口的工作地相連。