共模電壓—對(duì)于串行通信系統(tǒng)（如RS-485）甚至嘈雜工業(yè)系統(tǒng)中的CAN通信來說，這可能是一個(gè)禍害。高共模電壓可能是由于電氣噪聲環(huán)境或附近的設(shè)備（如交流電機(jī)、變壓器或電源線）造成的?；蛘?，它可能源于接地層的電壓差;例如，從不同的變壓器或地面層運(yùn)行的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或系統(tǒng)。出現(xiàn)這些電壓差是因?yàn)殡娎|可能長達(dá)數(shù)百英尺，尤其是在RS-485中。例如，一根 1000 英尺長的 24 AWG 電纜（每 25 英尺 67.1000 歐姆）承載 450mA 電流可能會(huì)導(dǎo)致 11.6V 的接地電位差。很容易看出，在大型工廠或建筑物中，這種電壓差可能很常見。因此，無論高共模電壓是由于噪聲還是接地電壓差，它都會(huì)阻礙可靠的通信。在自動(dòng)化工廠等應(yīng)用領(lǐng)域，此類錯(cuò)誤可能意味著失去正常運(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)力。

必須弄清楚為什么控制、反饋和其他類型的消息無法在依賴開放通信線路的設(shè)備之間傳遞，這是一種痛苦。在某些設(shè)計(jì)中，您可能需要安裝導(dǎo)管以完全屏蔽外部噪聲源。顯然，這是昂貴的。您還可以使用雙絞屏蔽線電纜并仔細(xì)布置以保持與電噪聲源的距離，從而顯著延長電纜的長度 - 這是另一種昂貴且耗時(shí)的方法。想象一下，如果你有 20 個(gè)電機(jī)要避開你的路徑！

在串行通信系統(tǒng)中，RS-485協(xié)議定義了接收器側(cè)的共模范圍（CMR）（-7V至+12V）。這是允許接收消息的電壓范圍。但是RS-485標(biāo)準(zhǔn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器端沒有這樣的定義。這意味著，如果系統(tǒng)中的公共電壓電平高于收發(fā)器的閾值，則無法發(fā)送消息。

如果我們的接地電位差比上面示例中的11.6V更大，該怎么辦？大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)RS-485收發(fā)器都無法通信。收發(fā)器可容納的CMR越大，系統(tǒng)就越可靠。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇具有最寬CMR的組件。

除了高共模電壓外，RS-485通信系統(tǒng)還需要克服其他通信挑戰(zhàn)：

由于意外連接到本地電源而導(dǎo)致收發(fā)器數(shù)據(jù)線損壞

在生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝或維護(hù)工作期間對(duì)數(shù)據(jù)線的電氣過應(yīng)力損壞

外部保護(hù)電路所需的空間和增加的成本

正在過渡到較低電源軌電壓（例如，從5V到3.3V）的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

RS-485 收發(fā)器，具有業(yè)界最高的 CMR

現(xiàn)在提供新型RS-485收發(fā)器，以解決關(guān)鍵的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。MAX33072E半雙工RS-485收發(fā)器在驅(qū)動(dòng)器和接收器側(cè)均提供業(yè)界最高的CMR（+/-40V），在節(jié)點(diǎn)之間存在較大接地電位的情況下實(shí)現(xiàn)雙向通信。該設(shè)備通過提供以下功能來幫助克服其他通信挑戰(zhàn)：

通過+/-65V故障保護(hù)防止本地電源意外短路

通過+/-40kV靜電放電（人體模型）保護(hù)防止意外靜電放電

集成保護(hù)電路，節(jié)省PCB面積、成本和設(shè)計(jì)時(shí)間

寬電源范圍（3V 至 5.5V），支持傳統(tǒng)和更新設(shè)計(jì)

那么罐頭呢？

盡管CAN系統(tǒng)中的電纜長度比RS-485系統(tǒng)短得多，但由于發(fā)射器和接收器之間的電位不匹配，CAN總線可能會(huì)遇到相同的通信困難。許多CAN收發(fā)器歷來提供分離端接節(jié)點(diǎn)，通過偏置該分離端接節(jié)點(diǎn)，總線的共模電壓被強(qiáng)制為Vcc/2。

在較新的器件中，例如新推出的MAX33053E和MAX33054E系列，不再需要分離端接引腳，因?yàn)檫@些器件“內(nèi)置”輸入共模范圍大于+/-25V，超過了ISO11898規(guī)范的-2V至+7V。此外，這些器件還提供 +/- 65V 的高故障保護(hù)和 +/-25KV 的 ESD 保護(hù)，使這些器件成為惡劣工業(yè)環(huán)境的理想選擇。

RS-485和CAN仍然是工業(yè)環(huán)境中設(shè)備之間信號(hào)傳輸?shù)牧餍袠?biāo)準(zhǔn)。它們可以在短距離內(nèi)提供高速，也可以在長距離內(nèi)提供低速。電氣噪聲環(huán)境會(huì)在可編程邏輯控制器 （PLC）、樓宇自動(dòng)化設(shè)備、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、過程自動(dòng)化設(shè)備等應(yīng)用中給這些通信系統(tǒng)帶來壓力。對(duì)于這些類型的電噪聲應(yīng)用，選擇最合適的收發(fā)器，如MAX33072E （RS485）和MAX33053E/54E，可以最大限度地減少通信錯(cuò)誤甚至器件故障，保持設(shè)備運(yùn)行，延長正常運(yùn)行時(shí)間。

審核編輯：郭婷