RS-485接口的工作原理及抗电磁干扰的解决方案；

很多朋友对RS-485接口的工作原理及抗电磁干扰的解决方案；不是很了解，六月小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

RS-485接口经常需要工作在恶劣的电磁环境中，同时还需要长距离的数据传输(可达1200m)和高速度(可达数十Mbps)。那么在设计中应该注意什么呢？本文主要介绍RS-485的工作模式，RS-485可能面临的EMI电磁干扰以及相应的解决方法。详细说明了RS-485的工作原理。差分传输用于处理共模干扰。

当RS-485芯片接收到的差分电压大于200mV时，RO引脚输出低电平，而DI本身可以输出1.5V的差分电压，因此有足够的裕量支持远距离传输和各种环境噪声的干扰。图1:RS-485芯片工作原理为了消除通信电缆中的信号反射，一般采用双绞线来避免干扰。对于长连接，通常的做法是在RS-485总线的开头和结尾并联终端电阻，因为大多数双绞线电缆的特性阻抗约为120。

RS-485的工作模式以ADI公司的ADM3061EARZ为例。半工作RS-485连接支持同一信号环路上的多个接收器和发射器，但一次只能有一个发射器工作。这可以通过控制RE(接收器使能)和DE(发送器使能引脚)来实现。兼职RS-485可以双向传输数据，但每个时间节点只能单向传输信号。图2:RS-485收发器的工作模式有关RS485收发器的更多信息，请点击Digi-Key RS485收发器。

RS-485如何连接为了避免信号反射，在连接多个RS-485时，StubLength越短越好。同时，避免其他类型的连接，如星形连接。注：理论上分支长度应小于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

可以连接的最大节点数由RS-485接收器的输入阻抗决定。标准RS-485接收器的输入阻抗大于12K欧姆，最多可驱动32个负载。输入电阻越大，驱动的负载就越多。例如，ADM3061EARZ输入阻抗为48K，最多可驱动128个负载。图4:RS-485接收器的输入阻抗和负载数；RS-485面临的电磁干扰风险。对于RS-485的EMC电磁干扰，静电防护需要考虑以下三种情况：“静电”防护ESD:

干扰原因：静电引起的干扰路径：手指触摸对应标准：IEC 61000-4-2典型干扰波形：触点放电8 kV、ESD脉冲4mJ、ESD波形(触点放电8kV)图5:静电干扰“电气快速瞬变”保护EFT的典型干扰波形干扰原因：快速切换引起的干扰，如切断感性负载、继电器触点弹跳等干扰路径：高频噪声通过各

典型干扰波形：端口电压2kV，单个EFT脉冲能量4mJ，EFT 50负载波形2kV图6:电快速瞬变典型干扰波形“浪涌”保护浪涌干扰原因：开关或雷电瞬变引起的干扰干扰路径：各种路径耦合到通信端口对应标准：IEC 61000-4-5典型干扰波形：浪涌脉冲能量可达90J，浪涌1.2/50 s波形图7。

如何连接：TVS管将被保护的线路与地连接起来，提供过压保护。工作原理：当产生大于TVS击穿电压的瞬态电压时，TVS的电阻变小，能量从TVS管流向地(“1 ns”)。瞬态事件后，TVS管自动复位到低阻抗状态，使系统恢复正常工作。图8: TVs保护电路。

TVS管的非对称击穿电压：RS485芯片需要保证在12V到7V的收发器共模范围内。所以对TVS管的要求也是不对称击穿电压。例如，CDSOT23-SM712的独特之处在于其13.3V和-7.5V的非对称击穿电压.如果您需要了解更多关于不对称TVS管的信息，请点击Digi-Key选择不对称TVS管。您可以根据参数选择选择“12V(最大值)和7V(最小值)”来查找为RS485设计的TVS电子管。图9:选择为RS485设计的电视

TVS管对EFT和ESD有很好的保护。浪涌能量平均比ESD和EFT高三或四个数量级，但TVS管可能无法很好地瓦解浪涌能量，因此需要更复杂的保护方案。如何连接瞬态阻断单元(TBU): TBU串联在被保护线路中，提供过流保护，与TVS管配合使用。

工作原理：过流发生时，TVS会因瞬态电压而工作在击穿状态，TBU的电阻增大，电流上升到预设的限流水平。此时，TBU将在不到1 s的时间内断开被保护电路与浪涌的连接，只有非常小的电流通过被保护电路(1mA)。瞬态事件后，TBU自动复位到低阻抗状态，使系统恢复正常运行。典型的TBU，如Bourns的TBU-CA065-200-WH。图10: TBU保护电路浪涌抑制专用芯片

一个器件提供的保护通常是有限的，因此对于高要求的应用，通常需要结合使用多种器件。您可以访问Digi-Key浪涌抑制IC并选择相关器件。Digi-Key网站提供了丰富的参数选项供选择。下图中的“外接开关”是指器件外部需要额外的开关(如MOS管)，芯片一般起控制作用。而“内部开关”是指保护电路的开关在芯片内部。图11:浪涌抑制专用芯片的选择参数

虽然已经使用多年，但RS-485由于其良好的共模噪声抗干扰能力，适合长距离信号传输，在工业环境中仍被广泛使用。责任编辑；基线

以上知识分享希望能够帮助到大家！