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最小化 RS485 通信中差分噪聲影響的技巧
最小化 RS485 通信中差分噪聲影響的技巧
在電子產品中，如果您未能將差分噪聲排除在 RS485 通信之外，您可能會遇到完全不同類型的尷尬。損壞的數據包會困擾接收控制器，如果未經底層固件檢查，可能會導致系統出現不可預測的行為。
對于任意數量的設備，您用于通信協議的網絡可能有不同的應用，有助于特性阻抗計算，如接地回路、收發器、電阻器、轉換器或發射器，以及不同的其他網絡拓撲或布局選擇。通過遵循智能設計步驟，確保您的設計按預期工作。
了解 RS485
RS485是一種串行通信形式，它使用差分信號進行長距離數據傳輸。RS485 總線上最多可以連接 32 個收發器。典型的 RS485 總線由一對電線組成，并以半雙工模式運行。
這意味著在任何特定時間，單個收發器都可以發送或接收數據包，但不能同時發送或接收數據包。由于 RS485 采用差模信令，它可以以高達 90kbps 的速度傳輸長達 4000 英尺的數據。理論上，它對模式噪聲具有較高的抗擾度。
差分噪聲與模式噪聲
電噪聲是電子產品中的一個重要問題。在 RS485 通信中，有兩種類型的噪聲：差分噪聲和模式噪聲。RS485 信號通過一對電線傳輸。當電噪聲通過其中一根導線耦合時，就會出現差分噪聲；另一方面，當相同幅度的干擾耦合到兩根導線時，就會出現模式噪聲。
由于 RS485 接收器通過比較導線之間的差分電壓來解碼信號，因此差分噪聲對傳輸的影響很小。然而，差分噪聲可以有效地破壞通過 RS485 總線傳輸的數據。其中一根線上的尖峰可以輕松切換解碼值的邏輯。
如何最小化 RS485 通信中差分噪聲的影響
RS485 收發器的性能與對總線沿線噪聲的敏感性一樣好。雖然它通常不受模式噪聲的影響，但需要通過正確的設計努力來最小化差分噪聲。
使用雙絞線
使用雙絞線可顯著降低電氣干擾。由于 RS485 主要用于長距離通信，因此電纜上發生電噪聲耦合的可能性非常高。重要的是用于 RS485 的電纜是雙絞線電纜。RS485 收發器的每個差分信號都需要連接到雙絞線的相應導線上。
雙絞線的差分信號會影響應用
當電流通過電線時，會在電線周圍形成電磁場。雙絞線利用雙絞線之間形成的磁場來抵消其中一根導線中產生的噪聲。這種由電磁場引起的噪聲消除效應不會發生在平行線對中。
故障安全偏置
RS485 架構涉及連接到單個總線的多個收發器。當沒有收發器正在發送時，總線被釋放并處于空閑狀態?？偩€的這種浮動狀態有時會向接收器電路引入差分噪聲并導致隨機信號被解碼。
減輕空閑 RS485 總線影響的一個功能是故障安全偏置。這涉及放置一系列電阻器以在 RS485 總線上形成分壓器。這可確?？偩€上出現最小電壓，使其處于已知狀態。這有效地防止了總線隨機波動。
PCB布線
硬件設計人員在防止差分噪聲耦合到 PCB 上的 RS485 總線方面發揮著重要作用。例如，其他高頻信號需要遠離 RS485 收發器和走線。除此之外，差分信號對需要并行布線并彼此靠近。
