如何解決RS-485自動收發(fā)電路應(yīng)用異常？

　　3、外圍電路結(jié)電容影響收發(fā)器通訊穩(wěn)定性

　　在高靜電或浪涌環(huán)境下，需要增加外圍保護電路來保護RS-485收發(fā)器，若RS-485總線上所加保護電路的結(jié)電容較大，則會影響通信波形的質(zhì)量甚至導(dǎo)致通信異常，使用高結(jié)電容保護電路的通信波形如圖9所示，通信波形畸變嚴(yán)重，影響了通信質(zhì)量。

圖9 受高結(jié)電容影響的波形

　　針對此類問題，可選用致遠(yuǎn)電子SC4450S，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中提供的如所示的保護電路圖10，可全面提升RS-485總線的防護能力，EMC防護能力上可以達(dá)到靜電接觸±8kV，浪涌共模±4kV，差模±2kV，符合絕大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用需求。

圖10 低結(jié)電容保護電路

圖11 增加保護電路后通信波形

　　4、驅(qū)動能力較弱遠(yuǎn)距離通訊存在風(fēng)險

　　自動收發(fā)電路發(fā)送高電平時總會有一段時間或全部時間是由上下拉電阻進行驅(qū)動的，若要提高發(fā)送高電平信號的驅(qū)動能力，需要使用較小阻值的上下拉電阻，由于RS-485收發(fā)器本身驅(qū)動能力的限制，上下拉電阻也不能選擇太小，一般總線上所有節(jié)點的上下拉電阻并聯(lián)值不能小于375歐，因此自動收發(fā)電路發(fā)送高電平信號的驅(qū)動能力非常有限。RS-485總線增加終端電阻后，發(fā)送高電平的AB差分電壓是由終端電阻與上下拉電阻分壓所得，所以此時發(fā)送的高電平信號幅值很低，因此使用自動收發(fā)RS-485收發(fā)器時，盡量不要使用終端電阻。

　　由于自動收發(fā)電路驅(qū)動能力有限，其應(yīng)用的通信距離也受到了限制。使用長度為8m和200m的雙絞線的通信波形如圖12和圖13所示，通信距離8m時，通信波形良好且通信正常，通信距離為200m時已經(jīng)不能正常通信。因此在通信距離較長時，可在自動收發(fā)RS-485收發(fā)器外部加上下拉電阻和終端電阻來改善通信波形，增加后的通信波形如圖14所示，波形得到很大的改善，可以正常通信，但發(fā)送高電平的信號幅值仍舊較低。

圖12 通過8m雙絞線通信波形

圖13 通過200m雙絞線通信波形

圖14 外部加1k上下拉電阻且RS-485總線首尾加終端電阻

　　若對通信距離有較高要求，不推薦使用自動收發(fā)模塊，可選用致遠(yuǎn)電子具有收發(fā)控制功能的隔離RS-485收發(fā)器RSM485ECHT或RSM3485ECHT，通信距離可達(dá)1200m。通信速度500kbp，通信距離1200m，總線首尾各加120歐終端電阻的通信波形如圖15所示，此時RSM485ECHT發(fā)送信號的幅值可達(dá)2.6V，極大地提高了通信的可靠性。

圖15 通信距離1200m，總線首尾加終端電阻，RSM485ECHT發(fā)送波形

　　三、總結(jié)

　　自動收發(fā)RS-485收發(fā)器可以節(jié)省MCU的 IO口，降低編寫程序的工作量，但常規(guī)的自動收發(fā)電路具有通信速度慢，發(fā)送高電平信號時RXD會接收到一段低電平信號等問題，因此若需使用自動收發(fā)，推薦使用自動收發(fā)隔離RS-485收發(fā)器SC4450S，通信的可靠性大大提高，配合SC4450S推薦的低結(jié)電容保護電路，可以承受更高的靜電和浪涌等級，提高產(chǎn)品的可靠性。在通信距離較長時，推薦使用增強型隔離RS-485收發(fā)器RSM485ECHT/RSM3485ECHT，通信距離可達(dá)1200m。

表2 產(chǎn)品推薦應(yīng)用情況說明