11 接地和隔離

設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏈路時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須假定存在很大的接地電勢(shì)差 (GPD)。這些電壓 Vn 會(huì)以共模干擾的形式疊加到傳輸線上。即使總疊加信號(hào)在接收器輸入共模范圍內(nèi)，依靠本地接地作為可靠地電流回路也是很危險(xiǎn)的（請(qǐng)參閱圖 11-1a）。

由于遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)可能會(huì)從電氣裝置的不同部分汲取功率，當(dāng)對(duì)這類裝置進(jìn)行修改（即在維護(hù)工作期間）時(shí)，會(huì)使接地電勢(shì)差超出接收器的輸入共模范圍。因此，今天可正常工作的數(shù)據(jù)鏈路可能會(huì)在將來(lái)的某個(gè)時(shí)候停止運(yùn)行。

建議也不要通過(guò)接地線直接連接遠(yuǎn)端地（請(qǐng)參閱圖 11-1b），這是因?yàn)榇蟮沫h(huán)路地電流會(huì)以共模噪聲的形式駕到信號(hào)線上。

為了直接連接遠(yuǎn)端地，RS485 標(biāo)準(zhǔn)建議通過(guò)插入電阻器將器件地與本地系統(tǒng)地隔離開(kāi)（見(jiàn)圖 11-1c）。盡管這個(gè)方法減小了環(huán)路電流，但是大環(huán)路地的存在仍使數(shù)據(jù)鏈路對(duì)環(huán)路沿線某處產(chǎn)生的噪聲敏感。因此，到現(xiàn)在為止，尚未建立一個(gè)強(qiáng)健的數(shù)據(jù)鏈路。

一個(gè)可以容忍數(shù)千伏接地電勢(shì)差并且強(qiáng)健的可長(zhǎng)距離傳輸?shù)?RS-485 數(shù)據(jù)鏈路方法是信號(hào)及供電電源隔離（請(qǐng)參閱圖 11-2）。

在這種情況下，電源隔離器（例如隔離的直流/直流轉(zhuǎn)換器）和信號(hào)隔離器（例如數(shù)字電容隔離器）可防止電流在遠(yuǎn)程系統(tǒng)地之間流動(dòng)，并避免產(chǎn)生環(huán)路電流。

而圖 11-2 僅顯示了兩個(gè)收發(fā)器節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)連接，圖 11-3 給出了多個(gè)隔離收發(fā)器的示例。除一個(gè)收發(fā)器外，所有收發(fā)器均通過(guò)隔離接入總線。左側(cè)的非隔離收發(fā)器為整個(gè)總線提供了單接地基準(zhǔn)。