最宽的共模范围RS-485和CAN收发器

共模电压—对于串行通信系统（如RS-485）甚至嘈杂工业系统中的CAN通信来说，这可能是一个祸害。高共模电压可能是由于电气噪声环境或附近的设备（如交流电机、变压器或电源线）造成的。或者，它可能源于接地层的电压差;例如，从不同的变压器或地面层运行的两个节点或系统。出现这些电压差是因为电缆可能长达数百英尺，尤其是在RS-485中。例如，一根 1000 英尺长的 24 AWG 电缆（每 25 英尺 67.1000 欧姆）承载 450mA 电流可能会导致 11.6V 的接地电位差。很容易看出，在大型工厂或建筑物中，这种电压差可能很常见。因此，无论高共模电压是由于噪声还是接地电压差，它都会阻碍可靠的通信。在自动化工厂等应用领域，此类错误可能意味着失去正常运行时间和生产力。

必须弄清楚为什么控制、反馈和其他类型的消息无法在依赖开放通信线路的设备之间传递，这是一种痛苦。在某些设计中，您可能需要安装导管以完全屏蔽外部噪声源。显然，这是昂贵的。您还可以使用双绞屏蔽线电缆并仔细布置以保持与电噪声源的距离，从而显着延长电缆的长度 - 这是另一种昂贵且耗时的方法。想象一下，如果你有 20 个电机要避开你的路径！

在串行通信系统中，RS-485协议定义了接收器侧的共模范围（CMR）（-7V至+12V）。这是允许接收消息的电压范围。但是RS-485标准对驱动器端没有这样的定义。这意味着，如果系统中的公共电压电平高于收发器的阈值，则无法发送消息。

如果我们的接地电位差比上面示例中的11.6V更大，该怎么办？大多数标准RS-485收发器都无法通信。收发器可容纳的CMR越大，系统就越可靠。因此，设计人员应该选择具有最宽CMR的组件。

除了高共模电压外，RS-485通信系统还需要克服其他通信挑战：

由于意外连接到本地电源而导致收发器数据线损坏

在生产、现场安装或维护工作期间对数据线的电气过应力损坏

外部保护电路所需的空间和增加的成本

正在过渡到较低电源轨电压（例如，从5V到3.3V）的系统设计

RS-485 收发器，具有业界最高的 CMR

现在提供新型RS-485收发器，以解决关键的通信系统设计挑战。MAX33072E半双工RS-485收发器在驱动器和接收器侧均提供业界最高的CMR（+/-40V），在节点之间存在较大接地电位的情况下实现双向通信。该设备通过提供以下功能来帮助克服其他通信挑战：

通过+/-65V故障保护防止本地电源意外短路

通过+/-40kV静电放电（人体模型）保护防止意外静电放电

集成保护电路，节省PCB面积、成本和设计时间

宽电源范围（3V 至 5.5V），支持传统和更新设计

那么罐头呢？

尽管CAN系统中的电缆长度比RS-485系统短得多，但由于发射器和接收器之间的电位不匹配，CAN总线可能会遇到相同的通信困难。许多CAN收发器历来提供分离端接节点，通过偏置该分离端接节点，总线的共模电压被强制为Vcc/2。

在较新的器件中，例如新推出的MAX33053E和MAX33054E系列，不再需要分离端接引脚，因为这些器件“内置”输入共模范围大于+/-25V，超过了ISO11898规范的-2V至+7V。此外，这些器件还提供 +/- 65V 的高故障保护和 +/-25KV 的 ESD 保护，使这些器件成为恶劣工业环境的理想选择。

RS-485和CAN仍然是工业环境中设备之间信号传输的流行标准。它们可以在短距离内提供高速，也可以在长距离内提供低速。电气噪声环境会在可编程逻辑控制器 （PLC）、楼宇自动化设备、电机驱动器、过程自动化设备等应用中给这些通信系统带来压力。对于这些类型的电噪声应用，选择最合适的收发器，如MAX33072E （RS485）和MAX33053E/54E，可以最大限度地减少通信错误甚至器件故障，保持设备运行，延长正常运行时间。

审核编辑：郭婷