RS-485總線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通信距離遠(yuǎn).通信速度高.成本低的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)通信.電力監(jiān)控、儀器儀表等行業(yè)。由于工業(yè)控制環(huán)境惡劣,通信線(xiàn)中會(huì)有更多的干擾耦合,影響RS-485總線(xiàn)的可靠性,甚至損壞RS-脈沖群騷擾是485收發(fā)器芯片中常見(jiàn)的一種。我們通常使用電快速瞬變脈沖群(EFT)抗擾試驗(yàn)?zāi)M這種騷擾,驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性。
1.脈沖群騷擾的來(lái)源
雷電經(jīng)常出現(xiàn)在工業(yè)控制環(huán)境中.短路.開(kāi)關(guān)動(dòng)作等具有電感負(fù)載的動(dòng)作產(chǎn)生的瞬時(shí)干擾是一些短期的高能脈沖騷擾,脈沖成群、脈沖的上升時(shí)間相對(duì)較短.脈沖重復(fù)頻率高。這些干擾會(huì)耦合到RS-在485總線(xiàn)上,因?yàn)檫@些脈沖不是單個(gè)脈沖,而是一系列脈沖,所以它們RS-485總線(xiàn)積累,使騷擾電壓幅值超過(guò)RS-485收發(fā)器的噪聲容量導(dǎo)致通信錯(cuò)誤。同時(shí),由于這些脈沖騷擾的周期較短,每個(gè)脈沖的間隔較短,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖騷擾沒(méi)有消失時(shí),第二個(gè)脈沖緊隨其后RS-寄生電容和485總線(xiàn)RS-對(duì)于485收發(fā)器的結(jié)電容器,在放電前開(kāi)始充電,寄生電容器通常較小,能量較小,容易損壞RS-485收發(fā)器,影響RS-485總線(xiàn)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(fù)載電路的電感.負(fù)載斷開(kāi)的速度和其他因素。以開(kāi)關(guān)動(dòng)作為例,由于開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)動(dòng)靜觸點(diǎn)之間的距離相對(duì)較近,電路中的電感應(yīng)反向電位足以突破觸點(diǎn)之間的空氣間隙,電路開(kāi)始打開(kāi),但這個(gè)放電過(guò)程非常短,電路將產(chǎn)生一個(gè)前沿脈沖ns等級(jí),寬度達(dá)到幾十ns水平,高壓小脈沖的振幅超過(guò)數(shù)千伏。當(dāng)上述脈沖結(jié)束時(shí),電路開(kāi)始重復(fù)電感負(fù)載,以產(chǎn)生反向電勢(shì),并通過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)觸點(diǎn)之間的空氣間隙放電。
這個(gè)過(guò)程將繼續(xù)進(jìn)行,直到儲(chǔ)存在電感性能負(fù)載中的能量足夠低,不再產(chǎn)生上述放電過(guò)程。這些干擾被耦合到RS-在485總線(xiàn)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(xiàn)
如圖1所示,在實(shí)際應(yīng)用中,RS-屏蔽雙絞線(xiàn)可用于485通信線(xiàn),屏蔽層單點(diǎn)接地,可有效抑制電快脈沖群騷擾耦合到通信線(xiàn)上。
圖1.使用屏蔽雙絞線(xiàn)
②增加RS-485總線(xiàn)對(duì)地TVS
A對(duì)地.B土地之間的增加TVS管,耦合到RS-當(dāng)485總線(xiàn)上的電快速瞬變脈沖群騷擾電壓范圍較高時(shí),干擾電壓會(huì)受到干擾TVS保護(hù)鉗位RS-485收發(fā)器的目的。
③·RS-磁珠串聯(lián)485總線(xiàn)
因?yàn)榇胖樵诟哳l時(shí)相當(dāng)于電阻,所以它會(huì)將高頻能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗RS-在電快速瞬變脈沖群信號(hào)耦合到485總線(xiàn)上串聯(lián)磁珠RS-在485總線(xiàn)上,磁珠會(huì)消耗電快脈沖群騷擾的能量,增加RS-485總線(xiàn)的抗干擾能力。
4.提高EFT抗干擾等級(jí)的例子
如圖2所示,兩個(gè)電路RSM3485PHT模塊AB接口分別串聯(lián)磁珠,可以達(dá)到IEC61000-4-4±4kV,并且能有效降低通信誤碼率,只在電路中串聯(lián)磁珠,非常便宜有效,如果要求的話(huà)EFT抗擾度等級(jí)較高,可適當(dāng)增加磁珠數(shù)量。
圖2.通信線(xiàn)串聯(lián)磁珠