RS485總線具有結構簡單、通信距離(lí)遠、通信速度快、成本低等優點。廣泛應用于工(gōng)業通信、電力監控、儀器儀表等行業。由于工(gōng)業控制環境惡劣,通信線路中(zhōng)會出現更多的幹擾耦合,從而影響RS485總線的可靠性,甚至會損壞RS485收發器芯片。脈沖群幹擾是一(yī)種常見的幹擾。通常采用電快速脈沖群(EFT)免疫試驗來模拟幹擾,驗證系統的可靠性。

脈沖群騷擾的來源


   在工(gōng)業控制環境中(zhōng)經常會出現雷電、短路、開(kāi)關動作等具有電感負載的動作而産生(shēng)的瞬時幹擾,這些幹擾是一(yī)些短暫的高能量的脈沖騷擾,具有脈沖成群出現、脈沖的上升時間比較短暫、脈沖的重複頻(pín)率較高等特點。

        這些幹擾會耦合到RS485總線上,由于這些脈沖不是單個脈沖,而是一(yī)連串的脈沖,因此會在RS485總線上産生(shēng)積累,使騷擾的電壓幅值超過RS485收發器的噪聲容限,引起通信錯誤。

        同時由于這些脈沖騷擾的周期較短,每個脈沖的出現的間隔時間較短,當第一(yī)個脈沖騷擾還未消失時,第二個脈沖就緊跟而來,對于RS485總線上的寄生(shēng)電容和RS485收發器的結電容來說,在還沒有放(fàng)電完就又(yòu)開(kāi)始充電,并且通常寄生(shēng)電容較小(xiǎo),較小(xiǎo)的能量就可以達到較高的電壓,容易損壞RS485收發器,影響RS485總線通信可靠性。

脈沖群騷擾産生(shēng)原理

   脈沖群騷擾源的電壓大(dà)小(xiǎo)取決于負載電路的電感、負載斷開(kāi)的速度等因素。以開(kāi)關動作爲例,由于開(kāi)關打開(kāi)瞬間動靜觸頭之間的距離(lí)比較近,電路中(zhōng)的電感感應出來的反電動勢足以将觸頭間的空氣間隙擊穿,電路開(kāi)始導通,但這一(yī)放(fàng)電過程的時間非常短暫,此時電路将産生(shēng)一(yī)個前沿脈沖爲ns級,寬度達到幾十ns級,幅度幾千伏以上的高壓小(xiǎo)脈沖。

         當上述脈沖結束後,電路開(kāi)始重複電感性負載産生(shēng)反電動勢和通過開(kāi)關動靜觸頭間的空氣間隙放(fàng)電的過程。

         這一(yī)過程将一(yī)直進行,直到貯存在電感性能負載中(zhōng)的能量足夠低,再也産生(shēng)不了上述放(fàng)電過程爲止。這些幹擾會耦合到RS485總線上,形成較大(dà)的幹擾,影響通信的可靠性

提高電快速脈沖群抗擾能力的措施

1.RS485總線隔離(lí)
2.增加鐵氧體(tǐ)磁環吸收幹擾(在設備入口端增加鐵氧體(tǐ)磁環可有效吸收幹擾,同時增加通信線在鐵氧體(tǐ)磁環中(zhōng)的匝數可以增加幹擾的吸收效果,如圖 2所示,在待測設備RS-485接口附近增加鐵氧體(tǐ)磁環。)
3.使用屏蔽雙絞線(RS485通信線可以使用屏蔽雙絞線,并且屏蔽層單點接大(dà)地,可以有效抑制電快速脈沖群騷擾耦合到通信線上。)
4.增加RS-485總線對地TVS
5.RS-485總線串聯磁珠(由于磁珠在高頻(pín)時相當于電阻,會将高頻(pín)能量轉化爲熱能消耗掉。因此在RS485總線上串聯磁珠,在電快速脈沖群信号耦合到RS485總線上時,電快速脈沖群騷擾的能量會被磁珠消耗掉,提高RS485總線的抗幹擾能力。)