关键词：RS-485, EMI, 电磁干扰, 通讯接口, 接口
RS-485接口通常需要在恶劣的电磁环境中工作，还需要实现长距离数据传输（1200米）、高速（几十米）Mbps)。那么在设计上应该注意什么呢？本文主要介绍RS-485的工作模式，以及RS-485可能面对的EMI电磁干扰及相应的解决方案。
当RS-485芯片接收异电压大于2000mV时，RO脚本身输出低电平，DI可以输出1.5V差分电压。因此，有足够的余量支持长距离传输和各种环境噪声的干扰。
图1，RS-芯片工作原理485
为了消除通信电缆中的信号反射，一般电缆中的信号反射。对于较长的连接，一般的做法是RS-由于大多数双绞线电缆的特性阻抗在120左右，485总线的开始和末端并联终端电阻Ω左右。
以ADI的ADM3061EARZ为例，半工RS-485连接支持多个接收器和发射器在接收器和发射器，但确保每次只有一个发射器工作。这可以通过控制来控制RE(收器使能)，DE(发射器使能引脚)实现。RS-485可以双向传输数据，但信号只能在每个时间节点的一个方向传输。
图2，RS-485收发器的工作模式
了解更多RS请单击485收发器信息Digi-Key RS485收发器。
为避免信号反射，在多个方面RS-485连接时，支路长度(StubLength)越短越好。避免其他类型的连接，如星形连接。
注：理论上，支路长度应小于1/4波长(传输频率对应的波长)，实际应用越小越好。
图3，RS-485的正确连接
最多可以连接多少个节点？RS-决定485接收器的输入阻抗，标准RS-485接收器输入阻抗大于12K欧姆能驱动32个负载的欧姆。输入电阻越大，驱动负载越大。ADM3061EARZ输入阻抗48K最多能驱动128个负载的欧姆。
图4，RS-485接收器的输入阻抗和负载量
对于RS-485的EMC电磁干扰应考虑以下三种情况：
“静电”防护ESD：
干扰原因：静电干扰
干扰路径：触摸手指
对应标准：IEC 61000-4-2
典型的干扰波形：接触放电±8 kV ，ESD脉冲4mJ ，ESD波形(接触放电8kV)
图5显示了典型的静电干扰波形干扰
干扰原因：快速开关引起的干扰，如切断感性负载、继电器触点弹跳等
干扰路径：通过各种路径将高频噪声耦合到通信端口
对应标准：IEC 61000-4-4
典型干扰波形：端口电压2kV，单个EFT脉冲能量4mJ ，EFT 50Ω负载波形2kV
图6显示了电快速瞬变脉冲群典型干扰波形
干扰原因：开关或雷电瞬变引起的干扰
干扰路径：将各种路径耦合到通信端口
对应标准：IEC 61000-4-5
典型的干扰波形：浪涌脉冲能量可达90J，浪涌1.2/50μs波形
图7显示了浪涌电压对波形的典型干扰
TVS管道连接线路和地面，提供过压保护。
当产生大于TVS击穿电压的瞬态电压时，TVS电阻变小，能量从TVS管流到地(<1 ns)。瞬态事件后，TVS管道自动复位至低阻抗，使系统恢复正常工作
图8，TVS保护电路
RS485芯片需要保证 12V至–7V收发器共模范围。TVS对管道的要求也是非对称击穿电压。CDSOT23-SM712的独特特点是 13.3V和–7.5V非对称击穿电压。
如果需要了解更多非对称TVS请点击管理信息Digi-Key 非对称TVS管选择， 可根据参数选择，选择「12V(最大), 7V(最小)」项目，找针对性RS485设计的TVS管。
图9，选择针对RS485设计的TVS
TVS管对于EFT和ESD它有更好的保护作用。浪涌的平均能量高于ESD和EFT三到四个数量级， 但是TVS当需要更复杂的保护方案时，管道可能无法很好地瓦解浪涌的能量。
TBU在需要保护的线路中串联提供过流保护TVS管道配合使用。
当发生过流时，TVS由于瞬态电压处于击穿状态，TBU电阻值增大，电流将升至预设的限流水平。此时，TBU会在不足1μs受保护电路电流通过受保护电路断开受保护电路 (<1mA)。瞬态事件后，TBU自动复位至低阻抗状态，使系统恢复正常工作。典型的TBU，比如Bourns 的TBU-CA065-200-WH。
图10，TBU保护电路
设备提供的保护往往是有限的，因此对于高要求的应用，往往需要各种设备的联合使用。
你可以访问Digi-Key浪涌抑制IC，选择相关的器件。Digi-Key该网站为选择提供了丰富的参数选项，如下图所示「外部开关」指设备外部需要额外的开关MOS管)，芯片一般起控制作用。「内部开关」指芯片内部保护电路的开关。
图11， 浪涌抑制了专用芯片选型参数
尽管使用多年，RS-485适用于长距离信号传输，具有良好的共模噪声抗干扰能力，仍广泛应用于工业环境中。
为什么要使用长距离有线通信？RS-485?
使用 RS-485和电流环路接口实现可靠的工业连接
Options and Solutions for Partitioning Isolated Power in Isolated RS-485 Nodes
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