人物在应用5种工业通讯协议时遇到的隔离型RS-485收发器设计问题总结

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  • 2024年12月21日
  • 在探索RS-485的世界时,您是否也曾遇到过一些棘手的问题?为了帮助解决这些问题,我们特别收集了关于隔离型RS-485收发器设计的一些常见难题。希望这份清单能为您提供有关如何安全地传输信号和电源的宝贵见解。 何时必须对RS-485总线进行隔离? 隔离可以防止系统两个部分之间的直流电和异常交流电,但仍然允许两部分之间的信号和电能传输。隔离能够阻止电气组件或人员受到危险电压和电流浪涌的伤害

人物在应用5种工业通讯协议时遇到的隔离型RS-485收发器设计问题总结

在探索RS-485的世界时,您是否也曾遇到过一些棘手的问题?为了帮助解决这些问题,我们特别收集了关于隔离型RS-485收发器设计的一些常见难题。希望这份清单能为您提供有关如何安全地传输信号和电源的宝贵见解。

何时必须对RS-485总线进行隔离?

隔离可以防止系统两个部分之间的直流电和异常交流电,但仍然允许两部分之间的信号和电能传输。隔离能够阻止电气组件或人员受到危险电压和电流浪涌的伤害;用于保护人员的隔离称为增强型隔离。它还可以防止节点间形成接地回路以及支持高于RS-485标准推荐值的节点间通信接地电位差变化率。

一条RS-485总线上可以连接多少个节点?

RS-485定义了一个假设术语“单位负载(UL)”,代表约12kΩ负载阻抗。美国电子工业协会(TIA/EIA)规定最多只能在一条RS-485总线上添加32个UL负载。一旦计算出每个节点的UL,就可以通过等式来计算最大可达到的节点数量。大多数TI隔离型RS-485收发器单一UL为1/8,因此换算结果是一条RS-485总线上最多可容纳256个节点。

隔离型RS-485与长度相关性是什么?

在信号速率与距离之间存在反向关系,这取决于使用的是何种类型的地缆。如果构建网络,选择合适的地缆与收发器同样重要,以确保所需距离上的可靠通信。在图中圈3显示的是不受信号速率影响的大限度长度;圈2展示了信号速率与长度之间反向关系,这是由传输损耗造成,随着距离增加而加剧。而圈1使您能够忽略掉这种损耗;驱动器的上升和下降时间决定了对最大数据传输速度限制因素。

什么是故障保护偏置,以及如何设计它?

根据标准,当差分输入超过200mV时,接收器输出必须生成逻辑高,而当VID低于零时则输出逻辑低。但是在以下情况下会产生无效输出:总线开路、短路或闲置。当以上任何情况发生,对端接传输线产生0V VID,无故障保护接收器输出状态不确定。

何时需要端接至RS-485总线,它对于系统有何优缺点?

在大部分应用中,为防止信号反射,将终端抵抗匹配地缆特性阻抗非常重要。这意味着终端抵抗应安装在所有结束点。在没有终端抵抗的情况下,有些短途通信可能正常运行,但对于大多数应用来说,端口连接始终是最佳选择。

隔离型RS-485设备需要哪种瞬态保护?

隔離設備采用何種瞬態保護取決於系統中可能發生的干擾類型,如靜電放電(ESD)、快速瞬變脈衝群(EFT)或浪潮,以及所需保護水平。TI產品系列如果具有浮動絕緣導體則內部具有一定程度內部瞬態保護。此外,如果要避免系統中的差分瞬態現象,並已測試與最終設備相關聯的地面化,那麼將PE連結到線路側,可以避免外部元件如TVS二極管或過濾電阻等。

如何為一個節點構建一個孤立供應?

对于不同的應用需求,您有幾個選項來為孤立節點設計供應:

使用TISN6501這樣一個變壓器驅動器,它適合那些配置有次級側變壓器及整流低壓差穩壓轉換模塊(LDO)的推拉式架構。

或者使用ISOW78xx系列,這是一個小巧且強大的選擇,用於緊湊空間限制的情況,比如帶集成訊號與供應參考設計之孤立輸出串行通訊(ISO781)芯片組示例其結合運用占用空间小,不需要变压子,也易於通過認證請參閱ISOW7841線上的產品文件夹以獲取更多資訊。