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在RS485通信中如何减少差分噪声的影响

时间:2021-07-12 作者:众山科技

  如果你不能在RS485通讯中排除差分噪声,你在电子产品中可能会遇到完全不同类型的尴尬。当底层固件不检查时,损坏的数据包会使接收控制器感到烦恼,从而导致系统无法预料的行为。

  在通信协议上使用的网络可以对任何数量的设备有不同的应用,并有助于特性阻抗计算,例如接地回路、收发器、电阻器、转换器或发射器,以及其他网络拓扑或布局选择。按照聪明的设计步骤,确保你的设计按照预期运行。

  熟悉RS485

  RS485是一种采用差分信号进行长距离数据传输的串行通信形式。在RS485总线上最多可以连接32个收发器。一个典型的RS485总线是由一对导线组成,在半双工模式下工作。

  这就是说在任何特定的时间,一个单一的收发器可以收发一个包,但是不能在同一时间发送和接收包。因为RS485采用了差模信令,它能够以高达90kbps的速度传输4000英尺长的数据。从理论上讲,它对模式噪声有很强的抑制。

  模式噪声与差分噪声。

  电气噪声是电子产品中的重要问题。RS485通信中有两类噪声:差分噪声和模式噪声。RS485信号通过一对导线传送。电声噪声与其中一根导线耦合时,产生差分噪声;而同一振幅干扰耦合到两条线时,则产生模式噪声。

  因为RS485接收器通过比较导线之间的差分电压进行解码,其对传输的影响很小。但是,差分噪声能有效地破坏RS485总线传输的数据。一根线上的尖峰可以很容易地切换解码值逻辑。

  在RS485通信中如何减少差分噪声的影响。

  RS485收发器的性能和对线路上的噪声敏感程度不相上下。尽管它通常不受模式噪声的影响,但是需要适当的设计以减少差分噪声。

  采用双绞线。

  采用双绞线可以显著减少电气干扰。因为RS485主要用于远距离通信,所以产生电噪声耦合的可能性很大。RS485中最重要的是双绞线电缆。要求RS485收发器的每一个差分信号都要与双绞线相连接。

  差分信号将影响双绞线的应用。

  如果有电流通过电线,就会在电线周围产生电磁场。双绞线利用在双绞线之间形成的磁场来抵消来自一个导线中的噪音。平行线对中不存在电磁场引起的消噪效果。

  失效安全补偿。

  RS485体系结构涉及多个连接到一个总线的收发器。在没有收发器发送的情况下,总线将被释放并空闲。总线的浮游状态有时会将差分噪声引入接收电路中,从而解码随机信号。

  降低空闲RS485总线影响的一个功能是故障安全偏差。在RS485总线上放置一系列电阻器来形成分压器。这样可以确保总线上的电压达到一个已知状态。这样可以有效地防止总线随机波动。

  PCB线路。

  为了防止微分噪声与PCB的RS485总线耦合,硬件设计者扮演了重要角色。比如,其他的高频信号需要远离RS485收发器和走线。此外,差分信号需要平行布线,并且要相互接近。