關于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)絡才能正常工作。當網(wǎng)絡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，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的公共端與其它接口的工作地相連。