【电路】485总线隔离必要性

影响RS-485通讯的因素：

1、大地的电势差

许多实际应用中，通信距离可达几千米，节点之间的距离很远。设计者常常直接将每个节点的参考地接于本地的大地，作为信号的返回地，看似正常可靠的做法，却存在极大的隐患！即使调试正常的系统，也可能在使用一段时间后出现各种问题。常常被忽略的问题是：两个节点之间大地也可能存在很大的电势差！实际的大地并不是理想的“0”电位，大地也是导体，也存在阻抗。当大的电流流过大地时，流过电流的大地两端也会存在电势差。如图所示：

若直接将相距很远的通信节点分别连接至各自的本地大地，地电势差会以共模电压的形式叠加在总线发送器的输出端，叠加之后的信号可能远远超过接收器所能承受的共模输入电压范围，从而无法正常接收信号，严重还会损坏收发器。

2、地环路影响

既然节点之间的大地存在电势差，那直接用一根线将两个节点的地再连起来不就可以了？大错特错！这样做只能使情况更加严重，这根长长的导线会与大地形成一个极大的地环路！相信大家在学生时代就知道，一个闭合线圈在变化的磁场里面就会产生电流。50Hz 的交流电力线、大型电机等，都是交流磁场的来源，若总线靠近或经过这些地方，地环路就会产生电流高达数安培甚至上百安培。电流流过地环路产生的共模电压就会影响总线的正常通信。除了稳定的磁场来源，一些电力线的浪涌、雷击、高频噪声等瞬态干扰都有可能被这个巨型的“环形天线”拾取，并造成通信异常。

那么怎么消除以上因素的影响呢，唯一的方法就是采用浮地技术，将通讯设备和大地隔开，不能形成回路，如下图：

隔离操作最重要的就是使用隔离电源，将右侧电压（输出电压）浮空。某个节点的A、B电压对另一个节点是没有意义的，可以说都是无限大，用万用表是测不出的。只有A、B的压差是有意义的，这样可以消除大地电势差带来的影响。

当然你将浮空后的所有节点的地线连接也是OK的，将所有节点的“0”电位统一，RS-485总线一样正常。

实际应用的隔离有两种情况：

1、确保万无一失的，在电路板上加隔离，比如使用自带隔离电源的芯片ADM2587E，防止出现图1的情况：各个节点设备的电源地都接入大地，且大地之间有较大电势差。

2、正常给设备的供电的直流电源就已经是隔离电源，如果各节点都是用不接地的直流电源，或者只有一个节点接地，又或者接地的节点之间没有较大的大地电势差，那总线网络是可以正常工作的。所以电路板上的RS-485电路一般可以不加隔离，但是加个TVS作电压保护还是要的。如果实在不行，必须加隔离，在不动电路板的情况下，淘宝上带隔离的485中继器还是很多的。