RS485接口組成半雙工網(wǎng)絡，采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合方式，使用屏蔽雙絞線傳輸，抗共模干擾能力強。RS485的電氣特性：兩線之間的電壓差為+(2V---6V) 表示邏輯“1”，兩線之間的電壓差為-(2V---6V)表示邏輯“0”，接口通信電平與TTL電平兼容，最常用的RS485總線允許連接多大32個收發(fā)器，具體連接說了和芯片輸入阻抗有關系，例如：普通芯片輸入阻抗為≥12kΩ時相應的驅(qū)動點數(shù)為32個，輸入阻抗設計為1/2負載（≥24kΩ）時相應的驅(qū)動點數(shù)為64個。

EMC問題

RS485總線標準是工業(yè)設備應用最廣泛的物理協(xié)議之一，通常應用于樓宇自動化、工業(yè)自動化、網(wǎng)絡控制、安防系統(tǒng)等場景中，因此RS485接口的防護措施變得尤為重要。一般如果RS485總線建在室內(nèi)，電磁環(huán)境比較溫和，只需要增加防靜電保護即可，若RS485總線用于室外，可能會遭遇雷擊的危險，一般要加防雷保護電路。

RS485用于設備和計算機或其他設備通信，當應用設備逐漸增多時，通信信號和走線信號變得混合在一起，普通RS485接口設計可能會造成EMC等問題。干擾問題：RS485會遭遇外界干擾如脈沖干擾、電磁干擾等造成的通信異常，同時如果應用于外界，還會造成雷擊造成RS485永久損壞。輻射問題：RS485接口會將PCB板內(nèi)部干擾，通過電源線形式對外進行輻射，導致輻射測試指標超標。

RS485防護設計

1、使用GDT氣體放電管，主要用來泄放工模浪涌，同時旁路大部分雷擊電流，可以防護高達4KV甚至更高的浪涌電流保護能力。器件選型時，需要考慮直流擊穿電壓需要大于線路所允許的最大工作電壓，放電管允許通過的電流需要超過設計通過的最大電流。

2、R使用自恢復保險絲，阻值只有幾歐姆，當回路流過的電流超過正常工作電流過多時，其內(nèi)部阻值會迅速增大，從而將回路電流限制在很小的范圍值內(nèi)，有效的防護應為靜電電流過大造成RS485接口損壞。選型需要考慮最大額定工作電壓應該大于電路正常工作電壓，動作電路需要小于線路最大可承受電流。

3、TSS采用瞬態(tài)抑制二極管TVS，TVS管與GDT實際作用類似，用于二級電路保護，將電壓鉗位在工作電壓范圍內(nèi)，將浪涌電壓的殘壓將至最低范圍。器件選型TVS的擊穿電壓應該高于信號線上傳輸?shù)男盘栯妷?，但是擊穿電壓不應選的過高，一般表示的6V鉗位電壓，實際擊穿電壓都會在10V左右，同時TVS需要選擇結電容小的，一般幾十pF即可，過高的結電容會造成RS485在高數(shù)據(jù)速率是傳輸異常。

電纜設計：

（1） RS 485信號電纜采用網(wǎng)狀編織屏蔽層的屏蔽方式，且網(wǎng)狀編織層編織密度要求不小于90%；

（2） 內(nèi)部組線時，差分電纜采用雙絞傳輸，雙絞絞距一般為信號電纜線徑的3倍；組線方式如上圖所示：

（3） 電纜兩端需要增加磁環(huán)處理，磁環(huán)內(nèi)徑與電纜的外徑要緊密結合，盡量選擇厚長型的磁環(huán)。

走線設計：

（1） RS 485電纜走線時要求遠離其他強干擾源，如電源模塊；

（2） 電纜走線最好單獨走線或與其他模擬以及功率線纜保持10cm以上距離，切不可與其他線纜一起混合捆扎。

PCB設計要點：

1、元器件布局要緊湊，元器件位置要按照信號流向進行布局；

2、遵循先防護后濾波的原則；

3、地設計時候要保證防護地與數(shù)字地隔離；

4、信號走線要平行等長走線；

5、在進行PCB鋪銅時，注意防護器件以及共模電感正下方掏空處理。

審核編輯：湯梓紅