共模電壓—對于串行通信系統（如RS-485）甚至嘈雜工業系統中的CAN通信來說，這可能是一個禍害。高共模電壓可能是由于電氣噪聲環境或附近的設備（如交流電機、變壓器或電源線）造成的。或者，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行的兩個節點或系統。出現這些電壓差是因為電纜可能長達數百英尺，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 電流可能會導致 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，它都會阻礙可靠的通信。在自動化工廠等應用領域，此類錯誤可能意味著失去正常運行時間和生產力。

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備之間傳遞，這是一種痛苦。在某些設計中，您可能需要安裝導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的方法。想象一下，如果你有 20 個電機要避開你的路徑！

在串行通信系統中，RS-485協議定義了接收器側的共模范圍（CMR）（-7V至+12V）。這是允許接收消息的電壓范圍。但是RS-485標準對驅動器端沒有這樣的定義。這意味著，如果系統中的公共電壓電平高于收發器的閾值，則無法發送消息。

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？大多數標準RS-485收發器都無法通信。收發器可容納的CMR越大，系統就越可靠。因此，設計人員應該選擇具有最寬CMR的組件。

除了高共模電壓外，RS-485通信系統還需要克服其他通信挑戰：

由于意外連接到本地電源而導致收發器數據線損壞

在生產、現場安裝或維護工作期間對數據線的電氣過應力損壞

外部保護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）的系統設計

RS-485 收發器，具有業界最高的 CMR

現在提供新型RS-485收發器，以解決關鍵的通信系統設計挑戰。MAX33072E半雙工RS-485收發器在驅動器和接收器側均提供業界最高的CMR（+/-40V），在節點之間存在較大接地電位的情況下實現雙向通信。該設備通過提供以下功能來幫助克服其他通信挑戰：

通過+/-65V故障保護防止本地電源意外短路

通過+/-40kV靜電放電（人體模型）保護防止意外靜電放電

集成保護電路，節省PCB面積、成本和設計時間

寬電源范圍（3V 至 5.5V），支持傳統和更新設計

那么罐頭呢？

盡管CAN系統中的電纜長度比RS-485系統短得多，但由于發射器和接收器之間的電位不匹配，CAN總線可能會遇到相同的通信困難。許多CAN收發器歷來提供分離端接節點，通過偏置該分離端接節點，總線的共模電壓被強制為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，因為這些器件“內置”輸入共模范圍大于+/-25V，超過了ISO11898規范的-2V至+7V。此外，這些器件還提供 +/- 65V 的高故障保護和 +/-25KV 的 ESD 保護，使這些器件成為惡劣工業環境的理想選擇。

RS-485和CAN仍然是工業環境中設備之間信號傳輸的流行標準。它們可以在短距離內提供高速，也可以在長距離內提供低速。電氣噪聲環境會在可編程邏輯控制器 （PLC）、樓宇自動化設備、電機驅動器、過程自動化設備等應用中給這些通信系統帶來壓力。對于這些類型的電噪聲應用，選擇最合適的收發器，如MAX33072E （RS485）和MAX33053E/54E，可以最大限度地減少通信錯誤甚至器件故障，保持設備運行，延長正常運行時間。

審核編輯：郭婷