【一】RS485总线隔离
(1)保证设备及人身安全——高压的影响
RS485用于设备之间的通信,很多时候,研发人员根本不知道客户拿自己的设备与什么类型的设备通信,万一对方是一个利用几块钱的阻容降压原理将220V降压到12V,与电网完全没有隔离,测试、调试、使用就会非常危险,或者是高压设备绝缘损坏,RS485线上带高压,就会威慑设备和人身的安全。
(2)避免远端接受异常——电势差的影响
许多实际应用中,通信距离可达几千米,节点之间的距离很远。设计者常常直接将每个节点的参考地接于本地的大地,作为信号的返回地,看似正常可靠的做法,实际的大地并不是理想的“0”电位,大地也是导体,也存在阻抗。
当大的电流流过大地时,流过电流的大地两端也会存在电势差。例如下图1,由于AB较远,参考地之间并不是 0 电位,地线的阻抗也不会是 0,由于电流环路的作用,在A端的电压是Vs,在B端就变成了Vc+Vs。

(3)避免数据异常,器件损坏——地环路的影响
既然节点之间的大地存在电势差,那直接用一根线将两个节点的地再连起来不就可以了?大错特错!这样做只能使情况更加严重,这根长长的导线会与大地形成一个极大的地环路!相信大家在学生时代就知道,一个闭合线圈在变化的磁场里面就会产生电流。
50Hz的交流电力线、大型电机等,都是交流磁场的来源,若总线靠近或经过这些地方,地环路就会产生电流高达数安培甚至上百安培。电流流过地环路产生的共模电压就会影响总线的正常通信,除了稳定的磁场来源,一些电力线的浪涌、雷击、高频噪声等瞬态干扰都有可能被这个巨型的“环形天线”拾取,并造成通信异常。
【二】增加铁氧体磁环吸收干扰
在设备入口端增加铁氧体磁环可有效吸收干扰,同时增加通信线在铁氧体磁环中的匝数可以增加干扰的吸收效果,如图 2所示,在待测设备RS-485接口附近增加铁氧体磁环。

【三】使用屏蔽双绞线
如图所示,在实际应用中,RS485通信线可以使用屏蔽双绞线,并且屏蔽层单点接大地,可以有效抑制电快速脉冲群骚扰耦合到通信线上。

当在A对大地、B对大地之间增加TVS管,耦合到RS485总线上的电快速脉冲群骚扰电压幅值较高时,干扰电压会被TVS钳位,达到保护RS485收发器的目的。

▲ 增加TVS进行过压保护
【五】RS-485总线串联磁珠
由于磁珠在高频时相当于电阻,会将高频能量转化为热能消耗掉。因此在RS485总线上串联磁珠,在电快速脉冲群信号耦合到RS485总线上时,电快速脉冲群骚扰的能量会被磁珠消耗掉,提高RS485总线的抗干扰能力。