RS485總線(xiàn)具有結構簡(jiǎn)單、通信距離遠、通信速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應用于工業(yè)通信、電力監控、儀器儀表等行業(yè)。由于工業(yè)控制環(huán)境惡劣,通信線(xiàn)路中會(huì )出現更多的干擾耦合,從而影響RS485總線(xiàn)的可靠性,甚至會(huì )損壞RS485收發(fā)器芯片。脈沖群干擾是一種常見(jiàn)的干擾。通常采用電快速脈沖群(EFT)免疫試驗來(lái)模擬干擾,驗證系統的可靠性。

脈沖群騷擾的來(lái)源


   在工業(yè)控制環(huán)境中經(jīng)常會(huì )出現雷電、短路、開(kāi)關(guān)動(dòng)作等具有電感負載的動(dòng)作而產(chǎn)生的瞬時(shí)干擾,這些干擾是一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(shí)間比較短暫、脈沖的重復頻率較高等特點(diǎn)。

        這些干擾會(huì )耦合到RS485總線(xiàn)上,由于這些脈沖不是單個(gè)脈沖,而是一連串的脈沖,因此會(huì )在RS485總線(xiàn)上產(chǎn)生積累,使騷擾的電壓幅值超過(guò)RS485收發(fā)器的噪聲容限,引起通信錯誤。

        同時(shí)由于這些脈沖騷擾的周期較短,每個(gè)脈沖的出現的間隔時(shí)間較短,當第一個(gè)脈沖騷擾還未消失時(shí),第二個(gè)脈沖就緊跟而來(lái),對于RS485總線(xiàn)上的寄生電容和RS485收發(fā)器的結電容來(lái)說(shuō),在還沒(méi)有放電完就又開(kāi)始充電,并且通常寄生電容較小,較小的能量就可以達到較高的電壓,容易損壞RS485收發(fā)器,影響RS485總線(xiàn)通信可靠性。

脈沖群騷擾產(chǎn)生原理

   脈沖群騷擾源的電壓大小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(guān)動(dòng)作為例,由于開(kāi)關(guān)打開(kāi)瞬間動(dòng)靜觸頭之間的距離比較近,電路中的電感感應出來(lái)的反電動(dòng)勢足以將觸頭間的空氣間隙擊穿,電路開(kāi)始導通,但這一放電過(guò)程的時(shí)間非常短暫,此時(shí)電路將產(chǎn)生一個(gè)前沿脈沖為ns級,寬度達到幾十ns級,幅度幾千伏以上的高壓小脈沖。

         當上述脈沖結束后,電路開(kāi)始重復電感性負載產(chǎn)生反電動(dòng)勢和通過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭間的空氣間隙放電的過(guò)程。

         這一過(guò)程將一直進(jìn)行,直到貯存在電感性能負載中的能量足夠低,再也產(chǎn)生不了上述放電過(guò)程為止。這些干擾會(huì )耦合到RS485總線(xiàn)上,形成較大的干擾,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(xiàn)隔離
2.增加鐵氧體磁環(huán)吸收干擾(在設備入口端增加鐵氧體磁環(huán)可有效吸收干擾,同時(shí)增加通信線(xiàn)在鐵氧體磁環(huán)中的匝數可以增加干擾的吸收效果,如圖 2所示,在待測設備RS-485接口附近增加鐵氧體磁環(huán)。)
3.使用屏蔽雙絞線(xiàn)(RS485通信線(xiàn)可以使用屏蔽雙絞線(xiàn),并且屏蔽層單點(diǎn)接大地,可以有效抑制電快速脈沖群騷擾耦合到通信線(xiàn)上。)
4.增加RS-485總線(xiàn)對地TVS
5.RS-485總線(xiàn)串聯(lián)磁珠(由于磁珠在高頻時(shí)相當于電阻,會(huì )將高頻能量轉化為熱能消耗掉。因此在RS485總線(xiàn)上串聯(lián)磁珠,在電快速脈沖群信號耦合到RS485總線(xiàn)上時(shí),電快速脈沖群騷擾的能量會(huì )被磁珠消耗掉,提高RS485總線(xiàn)的抗干擾能力。)