|
Когда приемопередатчик RS485 находится в состоянии приема, к линии подключены только входы. Снаружи каждый вход приемопередатчика RS485 в первом приближении выглядит как резистор, подключенный к "земляному" пину приемопередатчика. Сопротивление этого резистора оговорено в спецификации. Для "стандартного" приемопередатчика оно должно быть не менее R=12 кОм. Если сказано, например, что приемник дает всего 1/4 стандартной нагрузки, то сопротивление будет не менее 12к*4 = 48к, и т.д.
Теперь рассмотрим, что происходит с гальванически изолированными узлами RS485, если они подключены только сигнальными проводами, и не имеют третьего ("нулевого") провода, выравнивающего потенциалы локальных земель всех узлов.
В исходном состоянии все передатчики выключены, разность потенциалов между сигнальными линиями А и В равна нулю. Локальные земли узлов через входные резисторы приемников привязаны к А и В, поэтому потенциалы всех земель тоже выравнены. За счет утечек все потенциалы локальных земель будут равны потенциалу "истинной" земли.
Каждый гальванически развязанный узел имеет некоторую паразитную емкость между землями. Например, для ADM2482E эта емкость равна 3 пФ, что само по себе немало, но к этому надо добавить проходную емкость транформатора питания и емкость монтажа. Грубо-оценочно можно принять, что емкость развязки каждого узла равна, скажем, 10 пФ. Витая пара RS485 тоже имеет какую-то емкость связи с землей, которая, очевидно, пропорциональна суммарной длине кабеля. Какие-то оценки давать трудно, но в первом приближении эта емкость как-то сопоставима с суммой емкостей развязок узлов.
Когда один из узлов включается на передачу, его драйвер устанавливает, скажем, на линии А напряжение +2.5 В относительно локальной земли, а на линии В оставляет 0 В. Потенциалы приемных узлов в этот момент изменятся, и в конце концов установятся в новое стабильное состояние. Локальные земли всех приемников установятся на уровне, равном среднему арифметическому А и В, т.е. будут равны +1.25 В относительно локальной земли передатчика. Через все емкости развязок пробегут выравнивающие (перезаряжающие) токи.
Длительность переходного процесса будет зависеть от емкостей и от входных сопротивлений приемников. В принципе все должно бы уравновеситься быстро, за доли микросекунды, но тут бабушка надвое сказала. Оценочно, если по минимуму, то 2.2*12к*10пФ=264нс, но если принять емкость каждого узла в 100 пФ и входное 1/8=96к, то переходный процесс займет порядка 20 мкс.
Приемников много, а передатчик один. Поэтому потенциалы земель приемников относительно истинной земли изменятся несильно. А вот земля передатчика "скакнет" более существенно. Передатчику в общем-то все равно, как у него скачет земля. А вот для приемников этот переходный процесс перераспределения потенциалов создает некоторое смещение, к счастью синфазное, а не дифференциальное.
Значит, на время действия процесса перераспределения потенциалов, помехоустойчивость сети чуть-чуть уменьшится за счет того, что к узлам будет приложено небольшое синфазное напряжение. Кроме того, поскольку синфазное подавляется не полностью, какая-то часть его пролезет на входы приемников в виде небольшой дифференциальной помехи.
Если земли узлов соединить третьим проводом, то процессы перераспределения потенциалов займут намного меньшее время. Соединение при помощи резисторов по 100 Ом выглядит наиболее предпочтительным, поскольку резисторы ограничат величины паразитных токов в землях, но при этом времена перезаряда останутся малыми.
|
Использование "земли" в RS-485
Jul 4 2008, 08:32
