分析RS-485總線提高電快速瞬變脈沖群抗擾能力的措施

RS-485總線結構簡單，通信距離遠.通信速度高.成本低的優點廣泛應用于工業通信.電力監控、儀器儀表等行業。由于工業控制環境惡劣，通信線中會有更多的干擾耦合，影響RS-485總線的可靠性，甚至損壞RS-脈沖群騷擾是485收發器芯片中常見的一種。我們通常使用電快速瞬變脈沖群（EFT）抗擾試驗模擬這種騷擾，驗證系統的可靠性。

1.脈沖群騷擾的來源

雷電經常出現在工業控制環境中.短路.開關動作等具有電感負載的動作產生的瞬時干擾是一些短期的高能脈沖騷擾，脈沖成群、脈沖的上升時間相對較短.脈沖重復頻率高。這些干擾會耦合到RS-在485總線上，因為這些脈沖不是單個脈沖，而是一系列脈沖，所以它們RS-485總線積累，使騷擾電壓幅值超過RS-485收發器的噪聲容量導致通信錯誤。同時，由于這些脈沖騷擾的周期較短，每個脈沖的間隔較短，當第一個脈沖騷擾沒有消失時，第二個脈沖緊隨其后RS-寄生電容和485總線RS-對于485收發器的結電容器，在放電前開始充電，寄生電容器通常較小，能量較小，容易損壞RS-485收發器，影響RS-485總線通信可靠性。

2.脈沖群騷擾的原理

脈沖群騷擾源的電壓取決于負載電路的電感.負載斷開的速度和其他因素。以開關動作為例，由于開關打開時動靜觸點之間的距離相對較近，電路中的電感應反向電位足以突破觸點之間的空氣間隙，電路開始打開，但這個放電過程非常短，電路將產生一個前沿脈沖ns等級，寬度達到幾十ns水平，高壓小脈沖的振幅超過數千伏。當上述脈沖結束時，電路開始重復電感負載，以產生反向電勢，并通過開關動態和靜態觸點之間的空氣間隙放電。

這個過程將繼續進行，直到儲存在電感性能負載中的能量足夠低，不再產生上述放電過程。這些干擾被耦合到RS-在485總線上，形成較大的干擾，影響通信的可靠性。

3.提高電快速脈沖群抗擾能力的措施

電快速瞬變脈沖群抗擾是一種共模干擾，可以使用濾波器.抑制吸收或隔離。

①使用屏蔽雙絞線

如圖1所示，在實際應用中，RS-屏蔽雙絞線可用于485通信線，屏蔽層單點接地，可有效抑制電快脈沖群騷擾耦合到通信線上。

圖1.使用屏蔽雙絞線

②增加RS-485總線對地TVS

A對地.B土地之間的增加TVS管，耦合到RS-當485總線上的電快速瞬變脈沖群騷擾電壓范圍較高時，干擾電壓會受到干擾TVS保護鉗位RS-485收發器的目的。

③·RS-磁珠串聯485總線

因為磁珠在高頻時相當于電阻，所以它會將高頻能量轉化為熱能消耗RS-在電快速瞬變脈沖群信號耦合到485總線上串聯磁珠RS-在485總線上，磁珠會消耗電快脈沖群騷擾的能量，增加RS-485總線的抗干擾能力。

4.提高EFT抗干擾等級的例子

如圖2所示，兩個電路RSM3485PHT模塊AB接口分別串聯磁珠，可以達到IEC61000-4-4±4kV，并且能有效降低通信誤碼率，只在電路中串聯磁珠，非常便宜有效，如果要求的話EFT抗擾度等級較高，可適當增加磁珠數量。

圖2.通信線串聯磁珠