将 RS-485 用于数字发动机控制应用
ii.接地电势／共模
另一个可影响传动控制应用中通信的电气挑战是驱动器与接收器节点之间的接地参考参考。电流负载（如：高功率工具可能产生的电流负载）会造成这类问题。由于发动机反向EMI、设备故障以及附近闪电产生的二次浪涌（secondarysurge），会出现局部电压浪涌。
通过示例可说明在传动控制应用中如何会出现接地偏移。设想一个典型的发动机与放大器／控制器，它们采用一定长度的线缆相互连接来进行通信并提供电源。
如果节点1与2之间的24V电源采用50米14AWG线缆连接的话，则RCOPPER大约为0.5Ohm。在正常操作中，发动机电流低于2A。但是在失速故障（stallfault）情况下，电流可能激增到10A。由于接地线上的压降，这会导致GND1与GND2之间5V的压差。因此，任何引用GND1的信号在节点2被接收到时都会出现-5V的偏移。由于所有信号都会受到普通偏移的影响，因此其称为共模电压偏移。
尽管这种情况会阻止与单端数据传输之间的可靠通信，但5V接地偏移仍处于标准RS-485共模电压(VCM)范围之内。由于节点1的差分信号进行了同等偏移，因此差模信号仍然有效，而RS-485接收器也将可靠地接收正确的信号。
图6：带有接地电势偏移的系统
TI的所有RS-485收发器均可满足或超出可在介于-7～12V共模电压范围内操作的TIA/EIA-485标准要求。对于更宽VCM范围的操作，诸如SN65HCD22的新产品将在-20V～25V的共模范围内操作。
iii.ESD
静电放电(ESD)对于通过线缆连接的所有电路都是非常危险的，其可能导致产生处理或外部高电压。诸如JEDEC人体模型(HBM)与IECESD抗扰性测试(IEC治理发愣功00-4-2)等各种测试方法可用于模拟差分ESD危险。某些收发器具有集成到总线电路中的ESD保护功能。
典型的保护电平为8kV～15kV，而诸如SN65LBC184的某些收发器可提供超过30kV的事件保护。任何特定应用所需的保护电平很难进行预测，但设计人员应考虑以下因素：
收发器所处的电气环境
处理条件与线缆接入频率
确定故障点的诊断程序
替换停机时间以及相关的人力费用
另一类电气危险是由于瞬态（浪涌）过压造成的损害。由击穿次级电源变压器的闪电或者由机器故障导致的局部电源故障会造成这类事件。IEC治理发愣功00-4-5中规定了这种危险类型的测试方法。一般通过添加外部保护二极管来提供这种能量消散的安全通道。带有集成瞬态电压抑制电路的SN65LBC184能够保护浪涌电压电源超过400W的总线输入。
iv.一般强度
其他考虑因素与发动机控制应用的苛刻环境有关。对于高功率及工业应用来说，需要具备温度范围较大的性能。TI提供了专门用于商业、工业、汽车和军事温度范围的RS-485收发器。
另一个问题是收发器的电源及电源容限。TI认识到高电流发动机应用可能会在电源中产生压降，因此，TI提供了一套精选的收发器，它们能够满足电源中5％或10％变化的完整性能规格。在大多情况下，即使在更大的电源变化范围内，RS-485收发器也能运行，但是它可能无法满足所有参数规格。收发器选项包括5V与3.3V电源的产品。
b.速度
i.反馈环路延迟
工程师在设计数字发动机控制的通信时应考虑通信部件是否会明显增加伺服环路的延迟。一般来说，与RS-485数据传输相关的传播延迟在典型系统中可以忽略。通信延迟可分为：
收发器与介质的传播延迟
信令速率（同步）延迟
由编码增加的开销
ii.传播延迟（线缆传输延迟，收发器延迟……）
收发器与介质的传播延迟主要是通过半导体器件及铜线传输电信号的物理过程造成的。收发器的典型传播延迟为10到100毫微秒量级。诸如RS-485的双绞线等线缆 《将 RS-485 用于数字发动机控制应用(第3页)》
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另一个可影响传动控制应用中通信的电气挑战是驱动器与接收器节点之间的接地参考参考。电流负载（如：高功率工具可能产生的电流负载）会造成这类问题。由于发动机反向EMI、设备故障以及附近闪电产生的二次浪涌（secondarysurge），会出现局部电压浪涌。
通过示例可说明在传动控制应用中如何会出现接地偏移。设想一个典型的发动机与放大器／控制器，它们采用一定长度的线缆相互连接来进行通信并提供电源。
如果节点1与2之间的24V电源采用50米14AWG线缆连接的话，则RCOPPER大约为0.5Ohm。在正常操作中，发动机电流低于2A。但是在失速故障（stallfault）情况下，电流可能激增到10A。由于接地线上的压降，这会导致GND1与GND2之间5V的压差。因此，任何引用GND1的信号在节点2被接收到时都会出现-5V的偏移。由于所有信号都会受到普通偏移的影响，因此其称为共模电压偏移。
尽管这种情况会阻止与单端数据传输之间的可靠通信，但5V接地偏移仍处于标准RS-485共模电压(VCM)范围之内。由于节点1的差分信号进行了同等偏移，因此差模信号仍然有效，而RS-485接收器也将可靠地接收正确的信号。
图6：带有接地电势偏移的系统
TI的所有RS-485收发器均可满足或超出可在介于-7～12V共模电压范围内操作的TIA/EIA-485标准要求。对于更宽VCM范围的操作，诸如SN65HCD22的新产品将在-20V～25V的共模范围内操作。
iii.ESD
静电放电(ESD)对于通过线缆连接的所有电路都是非常危险的，其可能导致产生处理或外部高电压。诸如JEDEC人体模型(HBM)与IECESD抗扰性测试(IEC治理发愣功00-4-2)等各种测试方法可用于模拟差分ESD危险。某些收发器具有集成到总线电路中的ESD保护功能。
典型的保护电平为8kV～15kV，而诸如SN65LBC184的某些收发器可提供超过30kV的事件保护。任何特定应用所需的保护电平很难进行预测，但设计人员应考虑以下因素：
收发器所处的电气环境
处理条件与线缆接入频率
确定故障点的诊断程序
替换停机时间以及相关的人力费用
另一类电气危险是由于瞬态（浪涌）过压造成的损害。由击穿次级电源变压器的闪电或者由机器故障导致的局部电源故障会造成这类事件。IEC治理发愣功00-4-5中规定了这种危险类型的测试方法。一般通过添加外部保护二极管来提供这种能量消散的安全通道。带有集成瞬态电压抑制电路的SN65LBC184能够保护浪涌电压电源超过400W的总线输入。
iv.一般强度
其他考虑因素与发动机控制应用的苛刻环境有关。对于高功率及工业应用来说，需要具备温度范围较大的性能。TI提供了专门用于商业、工业、汽车和军事温度范围的RS-485收发器。
另一个问题是收发器的电源及电源容限。TI认识到高电流发动机应用可能会在电源中产生压降，因此，TI提供了一套精选的收发器，它们能够满足电源中5％或10％变化的完整性能规格。在大多情况下，即使在更大的电源变化范围内，RS-485收发器也能运行，但是它可能无法满足所有参数规格。收发器选项包括5V与3.3V电源的产品。
b.速度
i.反馈环路延迟
工程师在设计数字发动机控制的通信时应考虑通信部件是否会明显增加伺服环路的延迟。一般来说，与RS-485数据传输相关的传播延迟在典型系统中可以忽略。通信延迟可分为：
收发器与介质的传播延迟
信令速率（同步）延迟
由编码增加的开销
ii.传播延迟（线缆传输延迟，收发器延迟……）
收发器与介质的传播延迟主要是通过半导体器件及铜线传输电信号的物理过程造成的。收发器的典型传播延迟为10到100毫微秒量级。诸如RS-485的双绞线等线缆 《将 RS-485 用于数字发动机控制应用(第3页)》
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