如何提高RS-485電快速脈沖群騷擾抗擾能力

RS-485總線是具有結(jié)構(gòu)簡單、通信距離遠(yuǎn)、通信速度高、成本低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)通訊、電力監(jiān)控以及儀器儀表等行業(yè)。由于工業(yè)控制環(huán)境較為惡劣，會有比較多的干擾耦合在通信線中，影響RS-485總線的可靠性，甚至損壞RS-485收發(fā)器芯片，其中脈沖群騷擾就是比較常見的一種。我們通常使用電快速脈沖群（EFT）抗擾度試驗來模擬這種騷擾，驗證系統(tǒng)的可靠性。

1、脈沖群騷擾的來源

在工業(yè)控制環(huán)境中經(jīng)常會出現(xiàn)雷電、短路、開關(guān)動作等具有電感負(fù)載的動作而產(chǎn)生的瞬時干擾，這些干擾是一些短暫的高能量的脈沖騷擾，具有脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的上升時間比較短暫、脈沖的重復(fù)頻率較高等特點。這些干擾會耦合到RS-485總線上，由于這些脈沖不是單個脈沖，而是一連串的脈沖，因此會在RS-485總線上產(chǎn)生積累，使騷擾的電壓幅值超過RS-485收發(fā)器的噪聲容限，引起通信錯誤。同時由于這些脈沖騷擾的周期較短，每個脈沖的出現(xiàn)的間隔時間較短，當(dāng)?shù)谝粋€脈沖騷擾還未消失時，第二個脈沖就緊跟而來，對于RS-485總線上的寄生電容和RS-485收發(fā)器的結(jié)電容來說，在還沒有放電完就又開始充電，并且通常寄生電容較小，較小的能量就可以達(dá)到較高的電壓，容易損壞RS-485收發(fā)器，影響RS-485總線通信可靠性。

2、脈沖群騷擾產(chǎn)生原理

脈沖群騷擾源的電壓大小取決于負(fù)載電路的電感、負(fù)載斷開的速度等因素。以開關(guān)動作為例，由于開關(guān)打開瞬間動靜觸頭之間的距離比較近，電路中的電感感應(yīng)出來的反電動勢足以將觸頭間的空氣間隙擊穿，電路開始導(dǎo)通，但這一放電過程的時間非常短暫，此時電路將產(chǎn)生一個前沿脈沖為ns級，寬度達(dá)到幾十ns級，幅度幾千伏以上的高壓小脈沖。當(dāng)上述脈沖結(jié)束后，電路開始重復(fù)電感性負(fù)載產(chǎn)生反電動勢和通過開關(guān)動靜觸頭間的空氣間隙放電的過程。這一過程將一直進(jìn)行，直到貯存在電感性能負(fù)載中的能量足夠低，再也產(chǎn)生不了上述放電過程為止。這些干擾會耦合到RS-485總線上，形成較大的干擾，影響通信的可靠性。

3、提高電快速脈沖群抗擾能力的措施

電快速脈沖群抗擾是共模干擾，可以采用濾波、吸收或者隔離的方式進(jìn)行抑制。

· RS-485總線隔離

例如致遠(yuǎn)電子的隔離RS-485收發(fā)模塊RSM485PHT（自動收發(fā)）、RSM485PCHT、RSM485PCT以及RSM485ECHT等，模塊集成了信號隔離和電源隔離功能于一身，在不加外部保護(hù)電路的情況下，可以達(dá)到IEC 61000-4-4 ±2kV（B等級，RS-485端口浮地情況下進(jìn)行測試），如果需要更高的等級可以根據(jù)實際情況再增加以下保護(hù)措施。如圖 1所示為RSM3485PHT隔離收發(fā)模塊進(jìn)行EFT測試圖，模塊外部未增加保護(hù)電路，即可通過IEC 61000-4-4 ±2kV（B等級）。

圖 1 RSM3485PHT模塊EFT測試圖

· 增加鐵氧體磁環(huán)吸收干擾

在設(shè)備入口端增加鐵氧體磁環(huán)可有效吸收干擾，同時增加通信線在鐵氧體磁環(huán)中的匝數(shù)可以增加干擾的吸收效果，如圖 2所示，在待測設(shè)備RS-485接口附近增加鐵氧體磁環(huán)。

圖 2 通信線增加鐵氧體磁環(huán)

· 使用屏蔽雙絞線

如圖所示，在實際應(yīng)用中，RS-485通信線可以使用屏蔽雙絞線，并且屏蔽層單點接大地，可以有效抑制電快速脈沖群騷擾耦合到通信線上。

圖 3 使用屏蔽雙絞線

· 增加RS-485總線對地TVS

當(dāng)在A對大地、B對大地之間增加TVS管，耦合到RS-485總線上的電快速脈沖群騷擾電壓幅值較高時，干擾電壓會被TVS鉗位，達(dá)到保護(hù)RS-485收發(fā)器的目的。

· RS-485總線串聯(lián)磁珠

由于磁珠在高頻時相當(dāng)于電阻，會將高頻能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，因此在RS-485總線上串聯(lián)磁珠，在電快速脈沖群信號耦合到RS-485總線上時，電快速脈沖群騷擾的能量會被磁珠消耗掉，提高RS-485總線的抗干擾能力。

4、提高EFT抗擾度等級的實例

如圖 4所示的電路，兩個RSM3485PHT模塊AB接口分別串聯(lián)了磁珠，能夠達(dá)到IEC 61000-4-4 ±4kV，并能夠有效降低通信誤碼率，僅在電路中串聯(lián)了磁珠，非常的便宜有效，如果要求的EFT抗擾度等級更高，那么可以適當(dāng)增加磁珠的數(shù)量。

圖 4 通信線串聯(lián)磁珠

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靜電放電(ESD)、電快速暫態(tài)(EFT)或浪涌-以及所需的保護(hù)級別。提的投資組合隔離RS-485收發(fā)機(jī)將在綜合收發(fā)器總線終端上對浮動隔離地進(jìn)行一定程度的內(nèi)部暫態(tài)保護(hù)。此外，通過適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)設(shè)計，您可

2018-08-11 12:35:35

有關(guān)隔離式RS-485收發(fā)器的7大設(shè)計問題

取決于最終系統(tǒng)中預(yù)期的干擾類型，例如靜電放電（ESD），電快速瞬變（EFT）或電涌，以及所需的保護(hù)級別。 TI的隔離式RS-485收發(fā)器產(chǎn)品組合相對于浮動隔離地，集成收發(fā)器總線端子上將具有一定程度

2020-08-19 16:09:00

用于絕對編碼器的RS-485接口高EMC抗擾度設(shè)計包括BOM及層圖

) 可省去外部 ESD 組件的成本設(shè)計實現(xiàn)了業(yè)界最高的 IEC 61000-4-4 快速電氣瞬變抗擾度支持 4 線制 RS-485 接口標(biāo)準(zhǔn)（如 EnDat2.2 和 BiSS）或 2 線制接口標(biāo)準(zhǔn)（如

2018-09-30 09:34:58

電風(fēng)扇做EMC測試的哪些項目？

) 射頻電磁場輻射抗擾度測試(RS) 電快速瞬變脈沖群抗擾度測試(EFT) 浪涌（沖擊)抗擾度測試(Surge) 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度測試(CS) 工頻磁場抗擾度測試(Magnetic Field

2023-09-25 09:05:04

蜘蛛形RS-485多主機(jī)通信組網(wǎng)方式

600W抗雷擊浪涌保護(hù)，上下位機(jī)之間具備2500V的光電隔離系統(tǒng)。SWT448G可以作為RS-485 光隔4拖4***換機(jī)，可用于增加RS-485信號的總驅(qū)動能力（帶負(fù)載能力增加4 倍），或用

2014-09-17 16:06:39

適合智能電表的內(nèi)置ESD保護(hù)RS-485芯片

得到更完整的保護(hù)。其RS-485通信口A、B的耐壓、耐流規(guī)格如下：IEC 61000-4-2接觸放電±30kV；IEC 61000-4-2氣隙放電±30kV；IEC 61000-4-4電快速瞬變脈沖群

2011-07-15 21:52:54

通訊接口的小知識 ---RS-232、RS-422、RS-485區(qū)別

10Mbps。3> RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分,接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。4> RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率

2014-06-22 20:34:35

防止RS-485總線出現(xiàn)致命瞬態(tài)波形的參考設(shè)計

以及帶有集成 IEC 保護(hù)裝置的 RS-485 收發(fā)器的總線上實施外部保護(hù)方案可實現(xiàn)的保護(hù)級別。特性：板級 IEC ESD 評估易于控制收發(fā)器邏輯 I/O 引腳多 TVS 二極管結(jié)構(gòu)的 PAD 現(xiàn)場評估防系列脈沖電阻器組件板用于半雙工 RS-485 收發(fā)器的通用評估模塊

2022-09-15 06:05:57

（EFT）電快速瞬變脈沖群標(biāo)準(zhǔn)問題

《GBT 14598.10-2012 量度繼電器和保護(hù)裝置第22-4部分電氣騷擾試驗電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》和《GBT 14598.13-2008 電氣繼電器第22-1部分：量度繼電器

2016-08-17 21:29:54

iCoupler Isolation in RS-485 A

iCoupler Isolation in RS-485 Applications:The RS-485 bus standard is one of the most widely used

2009-06-21 10:31:05

RS-485通訊中繼器的設(shè)計

RS-485 是一種平衡傳送的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，比最早的采用非平衡方式傳送的RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣指標(biāo)上有了大幅度的提高。由于RS-485 總線通訊距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，可

2009-09-02 09:29:42

104

EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗

EN61000-4-4 電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test 電快速瞬變和脈沖群是什么?試驗?zāi)康?b class="flag-6" style="color: red">電快速瞬變脈沖群抗擾性測試是將一系列電快速瞬變脈沖

2009-10-08 08:52:34

提高RS-485網(wǎng)絡(luò)可靠性的若干措施

本文在回顧RS-485標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上從幾個方面簡要討論了提高RS-485網(wǎng)絡(luò)可靠性的一些措施. 關(guān)鍵詞:RS-485 接口網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)

2010-06-10 17:10:18

脈沖群抗擾度試驗

脈沖群抗擾度試驗是一種使用較為普遍的抗擾度試驗項目，同時也是在所有抗擾度試驗項目中比較難于通過的試驗項目之一。本文解釋日常生活中的脈沖群形成機(jī)理；說明脈沖群抗擾度試驗的要點；以及脈沖群抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)化方面的最新進(jìn)展；最后簡要介紹脈沖群干擾

2011-02-21 18:18:42

RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)及幾種常見的RS-485接口電路介紹

RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)及幾種常見的RS-485接口電路介紹

2015-12-21 14:45:20

RS-485應(yīng)用設(shè)計參考

幾乎所有的電子產(chǎn)品都帶有通信接口。從最初的數(shù)據(jù)模擬信號到后來的RS-232，在到我們今天要談到的RS-485接口，各種無線接口等。RS-485的標(biāo)準(zhǔn)全稱為TIAA/EIA-485串行通訊標(biāo)準(zhǔn)。

2016-04-07 16:44:57

1806

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GBT 17626.4-2008 電磁兼容試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

2016-07-20 11:35:08

電磁兼容試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)：電磁兼容試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

2016-12-09 15:23:22

RS-485應(yīng)用筆記：如何提高總線抗擾度之EFT篇

2017-07-19 14:32:06

RS-232與RS-485的比較及基于RS-485變頻器與PC機(jī)串行通信的實現(xiàn)

。但是工業(yè)設(shè)備的使用環(huán)境經(jīng)常比較惡劣，可能會存在噪聲或者電源諧波的干擾，RS-232在如此環(huán)境下抗干擾的能力遠(yuǎn)不及RS-485，除此之外，RS-232只能是一對一控制，而RS-485則可以實現(xiàn)一對多控制;RS-232一般是9針公頭，而RS-485則是兩根線就可以控制。因此工業(yè)環(huán)境下的串行通信

2017-09-29 17:10:28

RS-485協(xié)議的應(yīng)用與基礎(chǔ)

效通信，進(jìn)而保障設(shè)備的正常運行時間。本指南回顧RS-485協(xié)議并討論其廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的原因，以及常見問題的解決途徑。 RS-485與RS-422 RS-485的特性使其成為惡劣工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用最廣的接口協(xié)議。

2017-11-15 19:09:02

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RS-485總線芯片的選型_應(yīng)用及注意事項

全文首先介紹了RS485總線的標(biāo)準(zhǔn)與RS-485總線芯片的選型，其次闡述了RS-485芯片的應(yīng)用電路及RS-485總線的應(yīng)用心得，最后介紹了RS-485布線施工的注意事項。

2018-04-18 16:11:47

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RS-485接口的主要特點及提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法

RS-485是一個電氣接口規(guī)范，它只規(guī)定了平衡驅(qū)動器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和通信協(xié)議。RS-485標(biāo)準(zhǔn)定義了一個基于單對平衡線的多點、雙向（半雙工）通信鏈路，是一種極為經(jīng)濟(jì)、并具有相當(dāng)高噪聲抑制、傳輸速率、傳輸距離和寬共模范圍的通信平臺。RS-485接口的主要特點如下：

2021-05-21 10:06:49

6383

深度解讀RS-485總線

前面一篇文章總結(jié)了一下工業(yè)HART總線，今天來聊聊RS-485總線。RS-485也是應(yīng)用非常廣泛的一種通信接口，本文來討論一下要點，文章稍微有點長，約5000字。前世今生RS-485，RS

2021-06-16 15:53:08

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電磁兼容之電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

2021-08-11 11:16:28

RS-485選型及應(yīng)用指南

RS-485選型及應(yīng)用指南

2021-10-25 09:37:03

【RS-485收發(fā)切換】使用RS-485要注意的一個問題

【RS-485收發(fā)切換】使用RS-485要注意的一個問題

2021-11-25 11:21:06

原來RS-485這么簡單？

2021-12-05 16:51:04

聊聊RS-485總線

RS-485，RS是什么意思呢？是Recommended Standard的縮寫，就是推薦標(biāo)準(zhǔn)的意思。

2022-11-12 09:38:42

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AN3070_用STM32的USART管理RS-485和RS-485通信的驅(qū)動使能信號

AN3070_用STM32的USART管理RS-485和RS-485通信的驅(qū)動使能信號

2022-11-21 17:07:16

原來RS-485這么簡單？

RS-485和RS-232一樣，都是串行通信標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)名稱是TIA485/EIA-485-A，但是人們會習(xí)慣稱為RS-485標(biāo)準(zhǔn)，RS-485常用在工業(yè)、自動化、汽車和建筑物管理等領(lǐng)域。

2023-03-22 09:20:30

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