大家好，我是mic，今天來分享關于RS485共地問題的思考。

RS485的邏輯電平

RS485是常用的通訊總線之一，它有著電路結構簡單、抗干擾性強的優點。RS485采用對稱平衡差分傳輸方式，只需2根線就可以傳輸數據，VA-VB>Vth1時傳輸邏輯1，VA-VB

不同RS485系統的共地問題

上面講的是RS485的差分電壓，是為了可靠的接收信號正確的邏輯電平，如果邏輯電平接收不可靠，就會產生誤碼，雖然好的通訊協議有校驗和重傳功能，但高的誤碼率會增加了總線數據傳輸的負載率，降低系統的響應速度，這種情況在總線節點多的情況下會更加糟糕和明顯。鋪墊這么長，我們回到本文的主題，關于兩個系統的RS485共地的問題，有些工程師認為RS485不需要共地，因為它是通過差分平衡傳輸，實際上是需要共地的，原因是你無法保證兩個系統的參考地的電位差。RS48通訊總線的共模電壓在-7V~12V這個范圍，即AB兩條線任何一條對地電壓超過這個范圍都有可能導致RS485接口芯片損壞。

未共地總線通訊示意圖

那么接了地線就一定萬事大吉了嗎?也不一定，實際考慮的問題不是接不接地線的問題，而是考慮的兩個系統的地電位差的問題。如下圖所示，系統1和系統2通過RS485通訊的同時，系統1給系統2供電，23AWG的鍍錫銅線1km約為70歐姆，假設電源線上通過100mA的電流，那么系統2的GND2將會比系統1的GND1電位高出7V，由于差分信號能夠忽略這種工模電壓的抬升，從而不會影響差分信號邏輯電平的判斷。TX端發送的邏輯0實際上是相對于GND1的0電平，信號到達RX端后，RX端接收到的邏輯0相對GND2是-7V，這已經達到了RS485接口芯片的共模電壓極限值，有可能損壞芯片。

兩RS485系統通訊+供電示意圖

這里討論的是RS485總線的情況，實際上RS485的共模耐壓范圍挺寬裕，一般在本地的供電系統中，即使沒有共地也很少出現問題。如果是其他信號線就很容易出現共模電壓超標而出現損壞的情況，特別是設備內板對板的信號線+電源傳輸方式，單端信號的共模電壓下限值都很低，一般要求不低于-0.7V，這也就是很多單端信號為啥要用一個反向的二極管鉗位的原因，如果是單向的ESD二極管，除了正向的擊穿保護，還可以反向鉗位。