如何快速解決RS485網路通訊問題（第二部分）
上一節分析了幾個面向。 RS-485網路問題以下是這些問題的相應解答。
二、波形測試方法
鑑於RS-485總線的廣泛應用，遇到的問題遠不止上述提及的問題。在解決這些問題之後，可以透過測試匯流排波形來確定通訊異常的位置，從而確定根本原因。
1.檢查RS-485收發器的發射功能
在通訊異常期間，透過測量 RS-485 總線 AB 差分電壓與模組 TXD/RXD 引腳之間的波形相關性，可以確定故障位置。採用圖 4 所示的測試方法，得到了圖 5 所示的波形：當 TXD 為高電平時，AB 也為高電平；當 TXD 為低電平時，AB 也為低電平，且模組輸出電平保持正常，表明傳輸功能正常。
圖 4：測試傳送功能是否正常運作
圖 5：傳輸函數測試的正常波形
2.檢查RS-485收發器的接收功能。
採用圖6所示的測試方法，得到了圖7所示的波形。當AB為高電位時，RXD也為高電位；當AB為低電位時，RXD也為低電位。此外，模組RXD的輸出電平正常，表示此模組的接收功能運作正常。
圖 6：測試接收功能是否正常
圖 7：接收功能測試的正常波形
3.檢查RS-485收發器控制接腳與TXD/RXD接腳之間的邏輯關係。
對於 RSM485PCHT，在發送或接收訊號之前，必須將 CON 引腳設定為低電平或高電平至少 25 μs，且發送/接收狀態只有在資料傳輸/接收完成後才能切換。
圖 8 TXD 和 CON 測試
圖 9：資料傳輸 CON 波形
圖 10：接收資料 CON 波形
三、收發器損壞
1. AB模組接腳超出共模電壓範圍所造成的損壞
RS-485 收發器的 AB 接腳通常需要 -7V 至 +12V 的共模電壓範圍；超出此範圍可能會損壞晶片。在工業環境中，接地電流通常會攜帶瞬態高電流。如果收發器的 RGND 引腳連接不當，AB 引腳上的共模電壓可能會超過其容差閾值，從而導致模組故障。以下分析以 RSM485PCHT 為例。
圖 11 RGND 多點接地示意圖（錯誤連接）
以 RSM485PCHT 為例，當 U1 發送高電位訊號時：
由於兩個模組都直接連接到機殼或接地線，當較大的電流流過機殼或接地線時，U1 和 U2 的 RGND 接腳之間會產生 V-接地電壓差。當 U1 向 U2 發送資料時，U2 的 A 接腳上的電壓為：
由於傳輸過程中 VA1 電壓為 5V，VEARTH 上的電壓超過 7V 可能會造成損壞。因此，在實際應用中，節點間的 RGND 可以透過屏蔽雙絞線的屏蔽層連接，屏蔽層透過 RC 單點連接接地，如圖 12 所示。
圖 12 RGND 推薦連接
2.高強度靜電和突波會導致模組損壞
在靜電和突波電壓較高的應用環境中，僅依靠 RS-485 收發器晶片或模組可能會損壞設備。在這種情況下，必須添加外圍保護電路來保護收發器。然而，此保護電路需要可靠的接地才能有效地耗散靜電和突波能量。以共模突波測試為例（圖 13），若保護電路未接地，突波能量（圖中紅色部分）會透過隔離模組釋放，較高的突波電壓容易損壞模組。當保護電路接地時（圖 14），浪湧能量首先透過 GDT 耗散到地，然後透過 TVS 和電容器釋放，最後僅殘留極少量能量，再透過模組釋放，從而提供有效的保護。
圖 13：保護電路未接地
圖 14：保護電路接地