RS-485标准
RS-485的标准全称为TIAA/EIA-485串行通讯标准。数据通讯采用差分线号传输方式，也称作平衡传输，使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B，如下图：
通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2～6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也作与发送端相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连，当在收端AB之间有大于+200mV的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV时，输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
RS-485注意事项
1、RS485网络安装
RS485网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。主要是为了降低反射信号（尤其是在节点处及总线阻抗不连续点），不会影响信号质量。
2、RS485终端匹配
对RS-422与RS-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。
一般终端匹配采用终接电阻方法，终接电阻一般在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻。这种匹配方法简单有效，但匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。
另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。
还有一种采用二极管的匹配方法。这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。节能效果显著。
3、RS-485接地问题
电子系统的接地是很重要的，RS-485传输网络的接地同样也是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，主要存在两大隐患：共模干扰和EMI。
共模干扰：RS-485接口采用差分方式传输信号方式且收发器有一定的共模电压范围，如RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。如下图，因地电位差导致的共模干扰：
电磁辐射（EMI）问题：驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路。如果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，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
应对措施：
- 若干扰源内阻不是非常小，可以考虑在接地线上加限流电阻限制干扰电流。
- 采用浮地技术，隔断接地环路。
- 采用隔离接口。
前面提到的接地措施只对低频率的共模干扰有保护作用。对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了，因为引线电感的作用，对于高频瞬态干扰来讲，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰可能会有成百上千伏的电压。但持续时间很短。如果不加以适当防护就会损坏接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。
如何提高总线抗扰度之EFT篇
RS-485总线是一种工业通讯中常用的现场总线，但一般工业控制环境较为恶劣，总线会受到比较多的外部干扰，影响其可靠性。其中电快速脉冲群骚扰（EFT）就是一种常见的干扰，今天我们来谈谈如何测试与排除脉冲群骚扰对RS-485总线的影响。
一、脉冲群骚扰的来源
在工业控制环境中经常会出现雷电、短路、开关动作等具有电感负载的动作而产生的瞬时干扰，这些干扰是一些短暂的高能量的脉冲骚扰，具有脉冲成群出现、脉冲的上升时间比较短暂、脉冲的重复频率较高等特点。这些干扰会耦合到RS-485总线上，由于这些脉冲不是单个脉冲，而是一连串的脉冲，因此会在RS-485总线上产生积累，使骚扰的电压幅值超过RS-485收发器的噪声容限，引起通信错误。
同时由于这些脉冲骚扰的周期较短，每个脉冲的出现的间隔时间较短，当第一个脉冲骚扰还未消失时，第二个脉冲就紧跟而来，对于RS-485总线上的寄生电容和RS-485收发器的结电容来说，在还没有放电完就又开始充电，并且通常寄生电容较小，较小的能量就可以达到较高的电压，容易损坏RS-485收发器，影响RS-485总线通信可靠性。
二、脉冲群骚扰产生原理
脉冲群骚扰源的电压大小取决于负载电路的电感、负载断开的速度等因素。以开关动作为例，由于开关打开瞬间动静触头之间的距离比较近，电路中的电感感应出来的反电动势足以将触头间的空气间隙击穿，电路开始导通，但这一放电过程的时间非常短暂，此时电路将产生一个前沿脉冲为ns级，宽度达到几十ns级，幅度几千伏以上的高压小脉冲。
当上述脉冲结束后，电路开始重复电感性负载产生反电动势和通过开关动静触头间的空气间隙放电的过程。这一过程将一直进行，直到贮存在电感性能负载中的能量足够低，再也产生不了上述放电过程为止。这些干扰会耦合到RS-485总线上，形成较大的干扰，影响通信的可靠性。
三、提高电快速脉冲群抗扰能力的措施
电快速脉冲群抗扰是共模干扰，可以采用滤波、吸收或者隔离的方式进行抑制。
1、RS-485总线隔离
在电路中加入隔离是最常用的总线抗干扰措施之一。例如致远电子的隔离RS-485收发模块，收发模块内部集成了信号隔离和电源隔离功能于一身，在不加外部保护电路的情况下，可以达到IEC 61000-4-4 ±2kV（B等级，RS-485端口浮地情况下进行测试），如果需要更高的等级可以根据实际情况再增加以下保护措施。
2、增加铁氧体磁环吸收干扰
在设备入口端增加铁氧体磁环可有效吸收干扰，同时增加通信线在铁氧体磁环中的匝数可以增加干扰的吸收效果，如图 2所示，在待测设备RS-485接口附近增加铁氧体磁环。
图 2 通信线增加铁氧体磁环
3、使用屏蔽双绞线
如图所示，在实际应用中，RS-485通信线可以使用屏蔽双绞线，并且屏蔽层单点接大地，可以有效抑制电快速脉冲群骚扰耦合到通信线上。
图 3 使用屏蔽双绞线
4、增加RS-485总线对地TVS
当在A对大地、B对大地之间增加TVS管，耦合到RS-485总线上的电快速脉冲群骚扰电压幅值较高时，干扰电压会被TVS钳位，达到保护RS-485收发器的目的。
5、RS-485总线串联磁珠
由于磁珠在高频时相当于电阻，会将高频能量转化为热能消耗掉，因此在RS-485总线上串联磁珠，在电快速脉冲群信号耦合到RS-485总线上时，电快速脉冲群骚扰的能量会被磁珠消耗掉，提高RS-485总线的抗干扰能力。
四、提高EFT抗扰度等级的实例
如图 4所示的电路，两个RSM3485PHT模块AB接口分别串联了磁珠，能够达到IEC 61000-4-4 ±4kV，并能够有效降低通信误码率，仅在电路中串联了磁珠，非常的便宜有效，如果要求的EFT抗扰度等级更高，那么可以适当增加磁珠的数量。
图 4 通信线串联磁珠
来源：：ZLG致远电子
/2 
