简介
电能计量通讯端口常常运用RS-485接口，或许遭到大共模噪声、地电位差和高压瞬变的影响。具体说来，经过主节点(中心数据搜集点)与电表从节点之间的长电缆，这些风险要素或许会损坏数据通讯，乃至引起RS-485接口永久损坏。
图1显现了三相电能计量从节点中的或许阻隔域。阻隔栅能够坐落模仿前端(AFE)处或RS-485通讯端口处。将三相AFE合作ADE7912或ADE7913运用，以阻隔通讯接口并丈量A相、B相和C相上的电压和电流。RS-485收发器将三相从节点与主节点阻隔开来，并答应主节点和电表从节点之间进行牢靠的操控和数据传输。不管阻隔栅放在何处，ADI公司的iCoupler®技能都能在有体系接地差异、共模噪声和电压瞬变的情况下完成牢靠运转。
选用RS-485作为物理层的更高档电能计量规范，例如IEC 62052-11和IEC 62053-21(有功电能1类和2类沟通静态瓦时电表)，针对RS-485接收器在闲暇总线(无有用信号)上作业的情况，规则了一个清晰的输出情况。ADM2682E iCoupler信号和isoPower®阻隔式RS-485收发器具有真实的毛病安全特性，针对总线闲暇、开路和短路情况会供给逻辑高电平接收器输出。若运用总线信号丢掉(LOS)检测器电路，能够给RS-485节点增加其他体系诊断功用。
图1.坐落阻隔式AFE处或RS-485通讯端口处的三相电能计量从节点的或许阻隔域
毛病安全和迟滞
总线闲暇、开路和短路毛病安全
ADM2682E /ADM2687E具有真实的毛病安全特性，针对总线闲暇、开路和短路情况接收器会输出逻辑高电平。
当RS-485 A和B引脚断开且没有端接电阻或其他节点时，开路毛病安全特性会保证ADM2682E或ADM2687E接收器输出为高电平。ADI公司的一切RS-485收发器都有此特性。在ADM2682E A引脚上有一个内部上拉电阻。假如A引脚断开且浮空，则该上拉电阻会将A引脚上拉至−30 mV以上。在ADM2682E B引脚上也有一个下拉电阻。假如B引脚断开且浮空，则该下拉电阻会将B引脚下拉至-200 mV以下。这种情况下，A引脚电压大于B引脚电压，产生一个总线差分高电压，接收器输出为稳定逻辑高电平。
当两个节点驱动总线到相反电平常，或当总线线路短接在一一起，短路毛病安全特性会保证ADM2682E或ADM2687E接收器输出为逻辑高电平。
总线闲暇毛病安全特性更为杂乱;当没有节点驱动RS-485总线上的信号时，该特性会使ADM2682E或ADM2687E接收器输出逻辑高电平。榜首种办法是运用毛病安全RS-485收发器，其接收器偏移阈值为−30 mV(举例而言)，而不是TIA/EIA-845-A RS-485规范的200 mV。具有总线闲暇毛病安全特性的ADI RS-485收发器也有短路毛病安全特性。第二种办法是运用总线上的上拉和下拉电阻，保证一个最小差分电压。这种办法也称为有源端接法。依据电源电压和总线负载，核算所需的电阻值，包含端接电阻和接收器阻抗。
图2.ADM2682E或ADM2687E接收器毛病安全特性
迟滞
TIA/EIA-845-A RS-485规范主张，RS-485收发器应采纳办法避免接收器产生不稳定或振动情况。接收器迟滞有助于增强其稳定性，并供给一种抗扰手法，这对长电缆布线和恶劣现场总线环境特别重要。
ADM2682E /ADM2687E数据手册规则接收器典型迟滞(ΔVHYS)(此处的“hys”大写)为15 mV，接收器差分输入阈值电压规模(VTH)为−200 mV至−30 mV。VTH是接收器输出电压(VRO)从高电平变为低电平或从低电平变为高电平的阈值。ΔVTH本质上是高电平到低电平的VTH(图3左边)与低电平到高电平的VTH(图3右侧)之差。
接收器迟滞ΔVTH协助保证接收器差分输入阈值电压(VTH)周围的噪声不会导致接收器输出产生杂散性逻辑高电平或逻辑低电平转化。
图3.ADM2682E或ADM2687E接收器迟滞
RS-485信号丢掉(LOS)检测器
非阻隔式完成计划
假如一个衔接器断开与电表从节点的衔接，或许一条RS-485电缆过错断开，LOS检测器就会提示体系微操控器。图1显现体系阻隔栅既可放在AFE处，也可放在RS-485通讯端口处。假如阻隔栅放在AFE处，体系规划人员能够完成非阻隔式LOS检测器电路。
图4显现了一个非阻隔式RS-485 LOS检测器电路。LOS检测器电路由第二个ADM3078E收发器构成，其用于实时监控总线情况。LOS检测器电路还包含一个简略的NC7S08 AND门，其衔接到两个ADM3078E器材的RO引脚。NC7S08 AND门的输出随后由电阻R和电容C进行低通滤波。该低通滤波器的输出(即LOS逻辑信号)经过导线直连到体系微操控器。
在正常作业期间，ADM3078E接收器能够检测到来自RS-485总线的有用高电平输入，并经过RO接收器输出端输出一个逻辑高电平信号。针对总线、开路、短路和闲暇情况，ADM3078E接收器毛病安全特性也会输出一个逻辑高电平信号。当RS-485总线上长期无信号时，LOS检测器电路会清晰提示体系微操控器。
图4所示的LOS电路包含两路ADM3078E接收器输出，即RO和，其衔接到NC7S08 AND门。当RO和的逻辑情况相一起，AND门输出为逻辑高电平，表明总线电压为0 V(RS-485总线上无信号)。
两路ADM3078E接收器输出的传达推迟之差或许在NC7S08 AND门输出上引起杂散毛刺。ADM3078E数据手册显现，接收器传达推迟最大值为75 ns。在典型实验室丈量中，接收器传达推迟或许是40 ns。典型实验室丈量的RO输出和输出之间或许有35 ns的传达推迟差。此丈量设置使用一个由27 Ω电阻和220 pF%&&&&&%构成的低通滤波器来补偿35 ns的典型差值。
增加一个ADM3078E节点来监控总线LOS，则会导致RS-485网络可支撑的有用节点数削减。
体系规划人员有必要考虑正常总线流量下的总线闲暇时刻，并在微操控器LOS毛病提示软件中规划一个时序推迟予以处理。该推迟用于避免总线闲暇情况触发体系LOS毛病误报。
图4.选用ADM3078E的非阻隔式LOS检测器电路
图5显现了对应于图4所示电路的丈量信号。针对RS-485总线上无信号的特定情况，体系微操控器得到的LOS逻辑输出为逻辑高电平。
图5.LOS检测器电路丈量
阻隔式实施计划
图1显现体系阻隔栅既可放在AFE处，也可放在RS-485通讯端口处。假如阻隔栅不放在AFE处，体系规划人员能够完成阻隔式LOS检测器电路。图6显现了一个阻隔式RS-485 LOS检测器。
图6.选用ADM2682E的阻隔式LOS检测器电路
