RS485總線是一種使用平衡發送,差分接收實現通訊的通用串口通信總線,由于其具有抗共模干擾能力強、成本低、抗噪能力強、傳輸距離遠、傳輸速率高、可連接多達256個收發器等優點,廣泛應用于工業智能儀表,通訊設備等各個領域。
RS485電路可以分為非隔離型和隔離型。隔離型電路是在非隔離型電路的基礎上增加隔離性能,使得電路具有更強的抗干擾性和系統穩定性。
為什么485電路需加隔離
當485通信接口外部節點連接高壓時,極易損壞后端電路,甚至可能會在使用端產生觸電;
當485通信節點距離太遠時,每個節點的參考地都接本地的大地,當兩端大地之間存在較大的壓差時,地電勢會以共模電壓的方式疊加在信號線上,從而有可能超出端口可承受的共模電壓范圍,影響正常通信,甚至會損壞后端電路
當距離較遠的485通信節點之間的地平面利用線纜進行連接時(如485屏蔽電纜),地線會和大地形成地環路,該環路會耦合外部共模噪聲,并產生地環路電流,可能會導致整個電路系統失效。
實現485隔離四種方案
1. 利用光耦隔離實現485隔離
最早的隔離器件為光耦隔離器。在基于CMOS的數字隔離器出現以前,市面上所有的隔離器件均為光耦隔離器件。傳統使用三個光耦實現485隔離電路
基于光耦隔離的485隔離電路
利用光耦+數字隔離實現485電路隔離
由于普通的光耦隔離芯片只能適用于通訊速率較低的情況,那么在高速信號傳輸電路中,485使能信號可繼續使用光耦隔離器件對進行隔離,而數據信號通路則可使用高速數字隔離芯片實現。相較于傳統光耦電路,系統傳輸速率提高,且降低了系統復雜度。下圖為利用光耦隔離和數字隔離共同實現的485隔離電路
基于光耦隔離和數字隔離的485隔離電路
3.利用數字隔離器實現485電路隔離
只要有光耦隔離存在,就會有使用壽命短、抗共模能力弱、功耗高等缺點,仍極大的限制電路使用場景,而隔離電路全部使用數字隔離器能很好的避免這些問題。下面是使用全數字隔離芯片實現的485隔離電路。
基于數字隔離的485隔離電路
4. 集數字隔離器與485收發器于一體的芯片實現485電路隔離
相較于上述三種利用復雜外圍電路實現485電路隔離的方案,使用NSi8308x系列和ISO3082等芯片僅需單顆芯片即可實現485隔離,并且提高了系統的可靠性,穩定性。
集成式485隔離電路
幾種485隔離電路對比
主要指標對比
PCB面積對比
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