在工業與儀器儀表應用（I&I）中，常常需要在距離很遠的多個系統之間傳輸數據。RS-485總線標準是I&I應用中使用最廣泛的物理層總線設計標準之一。RS-485的應用包括：過程控制網絡、工業自動化、遠程終端、樓宇自動化（例如，暖通空調（HVAC）、保安系統）、電機控制和運動控制。

在這些實際的系統中，雷擊、電源波動、感應開關和靜電放電會通過產生較大瞬變電壓對通信端口造成損害。設計人員必須確保設備不僅能在理想條件下工作，而且能夠在實際可能遇到的惡劣環境下正常工作。

我們的示例帶有機械臂控制，并使用電子護欄增能器直接將真實浪涌脈沖施加在通信線路上，以此演示RS-485網絡解決方案的穩定性。

演示網絡

在電機控制網絡上演示RS-485 EMC保護電路和EVAL-CN0313-SDP設計工具，該網絡由3個節點組成：一個機械臂控制節點、一個遠程控制例程節點，以及一個監控來自PC總線數據的節點。機械臂節點通過ADuC7128微控制器的PWM輸出信號控制機械臂中的伺服電機，微控制器通過ezLINX™板上的CAN接收控制信息并作出響應，通過RS-485 EMC板上的UART轉換至/自RS-485數據。遠程控制例程包括一個BF548 EZ-KIT®，允許選擇觸摸屏和回放例程，并再次通過CAN接口和ezLINX板轉換至/自RS-485。PC節點包含系統演示平臺板，通過USB與PC軟件對接；還包含UART，可與RS-485 EMC板對接。圖1顯示了帶有電子護欄能源機的三節點網絡功能框圖。

圖1. 帶電子護欄能源機的RS-485三節點網絡功能框圖

來自電子護欄能源機的8 kV瞬態電壓會直接注入通信總線的A和B線路（波形如圖2所示）。該設備設計為可電氣化60 km護欄（如將牲畜圍在某一區域內）。由于本演示是將PCB裸板安裝在Perspex®顯示屏上，不提供用于PCB接地的接地底座，因此將接地電纜屏蔽層連接至PCB接地，提供最直接的接地回路。切斷開關（圖3照片中心位置的黃色部分）提供耐高壓的機械開關，用于兩次演示之間斷開護欄能源機。這樣，能源機就可以累積足夠的電荷用于下一次演示的全8 kV放電。

圖2. 來自電子護欄能源機的8 kV瞬態電壓

耦合瞬態電壓后，可以直接觀察到氣體放電管（GDT）的動作，因為每次放電都會點亮氣體放電管（GDT），與護欄能源機產生的聽得見的咔嚓聲同步。這些GDT將瞬態產生的主要能量分流至地，但僅在瞬態電壓抑制器（TVS）以及全集成式浪涌保護器（TISP）作出更快速的響應之后才會執行該操作，從而使全部三種類型的保護器件共同作用，保護ADM3485E RS-485收發器。

圖3. 帶電子護欄能源機的RS-485三節點網絡框圖演示

電磁兼容性

為了確保這些設計能夠在“真實世界”的環境下工作，各個政府機構和監管機構實施了EMC法規。如果設計符合這些法規，可以讓最終用戶確信它們在惡劣的電氣環境下也能正常工作。