通讯接口RS485的EMC设计方案
通讯接口RS485的EMC设计方案
通讯接口RS485的电磁兼容设计方案-----本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成一.原理图设计方案1. RS485接口6KV防雷电路设计方案图1 RS485接口防雷电路接口电路设计概述：RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC 问题。
电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1为共模电感，共模电感能够对衰减共模干扰，对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制，能提高产品的抗干扰能力，同时也能减小通过429信号线对外的辐射，共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz，典型值选取1000Ω/100MHz；C1、C2为滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波；电容容值选取范围为22PF~1000pF，典型值选取100pF；若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求，那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压；当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。
C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，C3容值可根据测试情况进行调整；（2）电路防雷设计要点：为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模6KV，差摸2KV的防雷测试要求，D4为三端气体放电管组成第一级防护电路，用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰，防止干扰通过信号线影响下一级电路；气体放电管标称电压VBRW要求大于13V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1859W；PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路，典型取值为10Ω/2W；为保证气体放电管能顺利的导通，泄放大能量必须增加此电阻进行分压，确保大部分能量通过气体放电管走掉；D1~D3为TSS管（半导体放电管）组成第三级防护电路，TSS管标称电压VBRW要求大于8V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1144W；接口电路设计备注：如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板数字地GND直接电气连接。
(完整word版)RS485,RS422设计指南
前言 01 RS-485与RS-422性能指标及其标准 02 RS-485与RS-422器件及材料说明 (1)3 RS-485与RS-422设计原理 (1)3.1 基本原理 (1)3.1.1RS-485与RS -232电路的区别与优势 (1)3.1.2长短连接的判断标准、物理表现与应对措施 (3)3.1.3 RS-485与RS-422典型应用电路与选择方法 (4)3.1.4 485总线上处理竞争的方法 (7)3.2 可靠性的设计 (8)3.2.1 网络配置 (8)3.2.2 总线匹配 (8)3.2.3 引出线 (10)3.2.4 失效保护 (10)3.2.5 地线与接地 (11)3.2.5.1 共模干扰问题 (11)3.2.5.2 电磁辐射（EMI）问题： (12)3.2.6 瞬态保护 (13)3.2.7 其它需要注意的问题 (14)3.3 电源和接地 (14)4 维护说明 (14)参考资料 (15)RS485、RS422接口设计指南前言RS-485标准最初由电子工业协会（EIA）于1983年制订并发布，后由TIA-通讯工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来，而RS-422是为弥补RS-232之不足而提出的。
为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kbps时），并允许在一条平衡线上连接最多10个接收器。
RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，为扩展应用范围，随后又为其增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，这就是后来的EIA RS-485标准。
RS-485是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。
rs485电磁兼容设计方案
rs485电磁兼容设计方案一、硬件方面。
1. 线路布局。
首先呢，RS485的信号线得像两个乖宝宝一样，和那些容易产生干扰的线路（比如电源线、大电流信号线）保持距离。
就好比你在公交车上，要和那些爱推搡的大汉保持点儿间隔，不然容易被挤到。
一般来说，信号线和电源线之间的距离最好能有个几厘米，如果空间允许的话。
在PCB板上，RS485的走线要尽可能短且直。
不要让它像蜿蜒的小蛇一样扭来扭去，因为走线越长，就越容易受到外界电磁场的干扰。
这就像你走路，走直线肯定比绕弯路更快到达目的地，而且还不容易迷路（被干扰）。
对于RS485的差分信号线（A和B），要让它们紧紧挨在一起，就像一对好兄弟。
这样做的好处是，它们可以相互抵消外界的共模干扰。
这就好比两个人一起抵御外来的麻烦，总比一个人单打独斗要强得多。
2. 终端匹配。
RS485网络的两端一定要加上合适的终端匹配电阻。
这个终端匹配电阻就像是一个小守门员，它可以防止信号在传输线末端反射回来，造成信号的混乱。
如果没有这个小守门员，信号就像在一个没有尽头的迷宫里乱撞，最后出来的时候就变得乱七八糟了。
一般来说，终端匹配电阻的值要根据传输线的特性阻抗来选择，通常是120Ω左右。
而且这个终端匹配电阻的精度也很重要，可不能太马虎。
如果精度太差，就像守门员的手套太大或者太小，不能很好地完成任务。
所以呢，尽量选择精度在1%以内的电阻。
3. 隔离措施。
为了防止设备之间的电气干扰通过RS485线路传播，要加上隔离器件。
这就好比在两个房子之间砌一堵墙，这样一边房子里的噪音（电气干扰）就不会轻易传到另一边去了。
可以使用光耦或者磁耦来实现隔离。
光耦隔离是个不错的选择，它就像一个用光信号传递信息的小信使。
输入侧的电信号通过发光二极管变成光信号，然后在输出侧再把光信号还原成电信号。
这样一来，两边的电气系统就被有效地隔离开了。
不过在选择光耦的时候，要注意它的速度、隔离电压等参数，要确保它能满足RS485通信的要求。
485通讯电路设计分析
485通讯电路设计分析1.RS-485由来RS-485标准是由两个行业协会于1983年共同制订合开发的，即EIA－电子工业协会和TIA－通讯工业协会。
EIA开始时在它所有的标准前加上“RS”前缀（推荐标准Recommended standard 的缩写）。
这个名称一直延用至今，现在EIA-TIA 已正式用“EIA/TIA”取代“RS”以明确其来源。
修订后命名为TIA/EIA-485-A。
不过我们还是习惯地称之为RS-485。
RS-485由RS-422发展而来。
两者是工业应用中最成功的标准。
而RS-422是一个差分标准，是为了弥补RS－232的不足提出来的，改进了RS-232通讯距离短和速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到了10Mbps，在速率低于1000Kbps时传输距离延长到4000英尺，并且允许在一条平衡线上连接最多10个接收器，可以说RS-422是一种单机发送、多机接收的单向传输规范。
RS-485是在RS-422的基础上，为了扩展应用范围和通讯能力，增加了多点、双向通信能力，也就是说，允许多个发送器连接到同一条总线上，同时，增加了发送器的驱动能力和通讯冲突的保护特性，通过差分传输扩展总线的共模范围。
RS-485满足了所有的RS-422规范，但反之则不成立。
2.RS-485规范RS-485实质上是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器合接收器的电特性，而没有规定插件、传输电缆与及通信协议。
只是对应于七层模型中的物理层。
3.RS-485的接口规范特点：●平衡传输、差动工作模式●多点通信●驱动器带载最小输入电压：±1.5V ●驱动器带载最大输入电压：±5V●最大输出短路电流：250mA ●驱动器输出阻抗：54Ω●接收器输入门限：±200mV●接收器最小输入阻抗：12KΩ●－7V至＋12V总线共模范围●最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)●接收器输出逻辑高：＞200mV ●接收器输出逻辑低：＜200mV●最大总线负载：32个单位负载●允许收发器数目：32Tx 、32Rx●最大传输速率：10Mbps ●最大电缆长度：4000英尺（约1.2千米）RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向（半双工）的通讯链路，提供了高噪声抑制、高的传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的通信平台。
(完整word版)RS485,RS422设计指南
3.2.7
其它需要注意的问题.......................................................................................
14
3.3
电源和接地...............................................................................................................
14
4
维护说明
.....................................................................................................................料...........................................................................................................................................
车电子、仪器仪表等等。这项标准得到广泛接受的另外一个原因是它的通用性。RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。
本文档主要说明了RS485与RS422的原理以及设计应用电路中应该注意的问题。
1RS-485与RS-422性能指标及其标准
±10V
±6V
接收器敏感度
±0. 2V
±0. 2V
最小驱动器负载
100Ω
60Ω
最大驱动器数量
1
32负载单位
【整理】常用通信接口一(串口、RS232、RS485、USB、TYPE-C原理与区别)
By bingge 【整理】常用通信接口一（串口/RS232/RS485/USB/TYPE-C 原理与区别）一、什么是串口通信?常见的串口通信一般是指异步串行通信。
与串行通信相对的是并行通信。
数据传输一般都是以字节传输的，一个字节8个位。
拿一个并行通信举例来说，也就是会有8根线，每一根线代表一个位。
一次传输就可以传一个字节，而串口通信，就是传数据只有一根线传输，一次只能传一个位，要传一个字节就需要传8次。
异步串口通信:就只需要一根线就可以发送数据了。
串口通信主要为分232，485，422通信三种方式。
二、RS232接口标准设计电路232通信主要是由RX,T X,G ND 三根线组成。
RX 与TX ，TX 接RX ，GND 接GND 。
这样还是比较好理解吧。
因为发送和接收分别是由不同的线处理的，也就是能同时发送数据和接收数据，这就是所谓的全双工。
By bingge三、RS485EMC 标准设计电路1.RS485概念是为了解决232通信距离的问题。
485主要是以一种差分信号进行传输，只需要两根线，+,-两根线，或者也叫A ，B 两根线。
A ，B 两根线的差分电平信号就是作为数据信号传输。
发送和接收都是靠这两根的来传输，也就是每次只能作发送或者只能作接收，这就是半双工的概念了，这在效率上就比232弱很多了。
RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；By bingge2.422通信422是为了保留232的全双工，又可以像485这样提高传输距离。
有些标注为485-4。
而485就标注为485-2。
有什么区别呢。
就是为了好记呢。
485-2就是2根线。
485-4就是4根线。
3.RS232与RS485接口的差别由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。
RS485端口隔离及保护设计
RS485端口隔离及保护设计RS485端口隔离及保护设计RS485接口采用的是一种差分传输方式，各节点之间的通信都是通过一对（半双工）或两对（全双工）双绞线作为传输介质。
由RS-485的标准规定，接收器的接收灵敏度为+200mV,即接收端的差分电压大于等于200mV时，接收器输出高电平；小于等于200mV时，接收器输出为低电平；介于±200mV之间，接收器输出不确定。
RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米。
RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器，因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连接线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
1.485应用电路举例选用485芯片时，需注意其ESD防护能力、驱动能力、对485总线差分信号的定义等。
以SN65176和SN75176为例，该SN65176B 和SN75176B差分总线收发器是为多结点总线的双向数据通信的集成电路而设计的。
该SN65176B和SN75176B结合了三态差分线路驱动器和一个差分输入线接收器，两者都工作在5V单电源。
驱动器和接收器分别具有高电平和低电平使能，连接在一起作为一个方向控制的外部功能。
当驱动器禁用总线或VCC = 0，驱动器的差分输出和接收器差分输入连接在内部形成差分输入/输出（I/O）总线旨在提供最低装载量的端口。
这些端口具有宽的正负共模电压范围，使该设备适合于串行线应用。
该驱动器是专为高达60mA的电流源设计的，该驱动器的特点是积极的负限流和热关断线路故障保护。
热开关设计是发生在一个温度约为150°C。
接收机特点是12 KΩ最小输入阻抗，一个200毫伏的输入灵敏度，输入端为50mV典型滞后输入。
RS485接口EMC电路设计方案
一、原理图1. RS485接口6KV防雷电路设计方案图1 RS485接口防雷电路接口电路设计概述：RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。
2.电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1为共模电感，共模电感能够对衰减共模干扰，对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制，能提高产品的抗干扰能力，同时也能减小通过429信号线对外的辐射，共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz，典型值选取1000Ω/100MHz；C1、C2为滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波；电容容值选取范围为22PF~1000pF，典型值选取100pF；若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求，那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压；当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。
C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，C3容值可根据测试情况进行调整；（2）电路防雷设计要点：为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模6KV，差模2KV的防雷测试要求，D4为三端气体放电管组成第一级防护电路，用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰，防止干扰通过信号线影响下一级电路；气体放电管标称电压VBRW要求大于13V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1859W；PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路，典型取值为10Ω/2W；为保证气体放电管能顺利的导通，泄放大能量必须增加此电阻进行分压，确保大部分能量通过气体放电管走掉；D1~D3为TSS管（半导体放电管）组成第三级防护电路，TSS管标称电压VBRW要求大于8V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1144W；3.接口电路设计备注：如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板数字地GND直接电气连接。
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通讯接口RS485的电磁兼容设计方案
-----本方案由电磁兼容设计平台（EDP）软件自动生成
一.原理图设计方案
1.RS485接口6KV防雷电路设计方案
图1RS485接口防雷电路
接口电路设计概述：
RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。
电路EMC设计说明：
（1）电路滤波设计要点：
L1为共模电感，共模电感能够对衰减共模干扰，对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制，能提高产品的抗干扰能力，同时也能减小通过429信号线对外的辐射，共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz，典型值选取1000Ω/100MHz；
C1、C2为滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波；电容容值选取范围为22PF~1000pF，典型值选取100pF；若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求，那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压；当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。
C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，C3容值可根据测试情况进行调整；
（2）电路防雷设计要点：
为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准，共模6KV，差摸2KV的防雷测试要求，D4为三端气体放电管组成第一级防护电路，用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰，防止干扰通过信号线影响下一级电路；气体放电管标称电压VBRW要求大于13V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1859W；
PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路，典型取值为10Ω/2W；为保证气体放电管能顺利的导通，泄放大能量必须增加此电阻进行分压，确保大部分能量通过气体放电管走掉；D1~D3为TSS管（半导体放电管）组成第三级防护电路，TSS管标称电压VBRW要求大于8V，峰值电流IPP要求大于等于143A；峰值功率WPP要求大于等于1144W；
接口电路设计备注：
如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；
如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板数字地GND直接电气连接。
二.PCB设计方案
1.RS485接口电路布局
图1RS485接口滤波及防护电路布局
方案特点：
（1）防护器件及滤波器件要靠近接口位置处摆放且要求摆放紧凑整齐，按照先防护后滤波的规则，走线时要尽量避免走线曲折的情况；
（2）共模电感与跨接电容要置于隔离带中。
方案分析：
（1）接口及接口滤波防护电路周边不能走线且不能放置高速或敏感的器件；
（2）隔离带下面投影层要做掏空处理，禁止走线。
2.RS485接口电路分地设计
图1RS485接口分地设计
方案特点：
（1）为了抑制内部单板噪声通过RS485接口向外传导辐射，也为了增强单板对外部干扰的抗扰能力，在RS485接口处增加滤波器件进行抑制，以滤波器件位置大小为界，划分出接口地；
（2）隔离带中可以选择性的增加电容作为两者地之间的连接，电容C4、C5取值建议为1000pF，信号线上串联共模电感CM与电容滤波，并与接口地并联GDT和TVS管进行防护；且所有防护器件都靠近接口放置，共模电感CM置于隔离带内，具体布局如图示。
方案分析：
（1）当接口与单板存在相容性较差或不相容的电路时，需要在接口与单板之间进行“分地”处理，即根据不同的端口电压、电平信号和传输速率来分别设置地线。
“分地”，可以防止不相容电路的回流信号的叠加，防止公共地线阻抗耦合；
（2）“分地”现象会导致回流信号跨越隔离带时阻抗变大，从而引起极大的EMC 风险，因此在隔离带间通过电容来给信号提供回流路径。
三．结构设计方案
1.RS485连接器与机体的搭接
图1矩形连接器设计
矩形连接器RS485的搭接方式：
屏蔽连接器与屏蔽体之间的缝隙中装屏蔽材料（导电布或者不锈钢簧片），保证缝隙的屏蔽效能，这种屏蔽材料需要按照屏蔽连接器的形状定制加工，一般推荐导电布材料；或者在做机体的模具时，连接器的开孔做内嵌处理，增大连接器与机体间的接触面积，提高屏蔽效能。
搭接方式如上图：
2.RS485信号针脚定义
图2RS485信号
RS485连接器信号针脚定义
（1）若是单组RS485信号，那么选择相邻的两个针脚作为差分信号；
（2）若是多组RS485信号在同一个连接器内，那么每组信号间要定义一个地针脚来相互隔离。
如上图所示：
四.线缆设计方案
1.RS485连接器与电缆的搭接
图1矩形连接器
电缆与矩形连接器RS485的搭接：
（1）屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属连接器进行360°的搭接；搭接方式如上图：（2）屏蔽电缆屏蔽层要避免出现单独的“尾巴”现象。
2.RS485信号组线
图2RS485信号
电缆设计：
（1）RS485信号电缆采用网状编织屏蔽层的屏蔽方式，且网状编织层编织密度要求不小于90%；
（2）内部组线时，差分电缆采用双绞传输，双绞绞距一般为信号电缆线径的3倍；组线方式如上图所示：
（3）电缆两端需要增加磁环处理，磁环内径与电缆的外径要紧密结合，尽量选择厚长型的磁环。
走线设计：
（1）RS485电缆走线时要求远离其他强干扰源，如电源模块；
（2）电缆走线最好单独走线或与其他模拟以及功率线缆保持10cm以上距离，切不可与其他线缆一起混合捆扎。
EDP软件介绍
电磁兼容设计平台(EDP)，利用人工智能技术，模拟专家如何运用他们的知识和经验来解决企业面临电磁兼容（EMC）问题，智能化输出产品电磁兼容解决方案，指导产品设计、测试、应用遇到问题。
电磁兼容设计平台：主要包括PCB设计、原理图设计、结构设计、电缆设计等四部分组成；系统依据用户设计要求和EMC设计要素，智能化输出相应的产品PCB、原理图、结构、电缆设计方案，然后用户依据产品信息生成设计方案（方案为标准技术设计模板，内容依据设计内容自动生成格式化的文件）。
EDP软件工作流程。