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干货!“RS485”的原理

发布者:    时间:2018-09-03    浏览次数:次

曾几何时,多少人问我RS485是什么,在螺杆式空气压缩机中,RS485是一种最常用的通讯方式,所以今天我们就来看看这到底是什么。

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RS-485是一种应用十分广泛的通信协议。其显著特点是信号采用差分的方式传输,因此抗干扰能力很强,通信距离也比RS-232远得多。RS-485通信一般是半双工的,仅需要2根信号线,也可以是全双工的,需要4根信号线。差分信号是一对大小相等而极性相反的对称信号,差分信号用于传输有用的信号。共模信号是作用于差分信号线上的一对大小相等极性也相同的信号,共模信号往往来自于外部干扰。差分信号在接收端是靠差分放大器来检测的。差分放大器只对两路输入信号之间的差值起放大作用,而对两路输入信号共同对地的电位不起作用。在差分信号传输过程中会遇到外部干扰信号,但是,由于两根差分信号线始终在一起,因此干扰信号一般都会同时作用在两根信号线上,形成叠加在两根信号线上大小相等相位也相同的共模信号,因此差分传输的信号对外部干扰具备很强的抗干扰能力。

共模干扰问题尽管不影响正常通讯,但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,如RS-485收发器共模电压范围为-7+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。当发送驱动器A向接收器B发送数据时,发送驱动器A的输出共模电压为VOS,由于两个系统具有各自独立的接地系统,存在着地电位差VGPD。那么,接收器输入端的共模电压VCM就会达到VCM=VOS+VGPD。虽然RS-485标准规定VOS≤3V,但VGPD可能会有很大幅度(十几伏甚至数十伏),并可能伴有强干扰信号,致使接收器共模输入VCM超出正常范围,并在传输线路上产生干扰电流,轻则影响正常通信,重则损坏通信接口电路。

由于上述原因, RS-485尽管采用差分平衡传输方式,但对整个RS-485网络,必须有一条低阻的信号线。一条低阻的信号线将两个接口的工作地连接起来,使共模干扰电压VGPD被短路。这条信号地可以是额外的一条线(非屏蔽双绞线)或者是屏蔽双绞线的屏蔽层(但抗干扰能力将下降) ,分别连接两头网络设备的网络平衡线接口 。

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以上就是RS485的通讯原理,仅供大家参考。