通过隔离来保证接地质量

为了实现远程接地的直接连接，RS-485标准建议通过插入电阻将设备接地和本地系统接地分开。虽然这种方法降低了环路电流，但是大接地环路的存在使得数据链路对环路沿线其他地方产生的噪声很敏感。因此，我们还是没能构建一个稳健的数据链路。能承受数百数千伏GPD的长距离最稳健的RS-485数据链路借助了本地信号、电源的总线收发器信号和电源线的电隔离（见图8）。

图8 两个具有单端接地参考的远程收发器站隔离

如隔离式DC/DC转换器的电源隔离器以及如数字电容隔离器的信号隔离器避免了电流环路的创建及电流在具高达数千伏GPD的远程系统接地间流动。

如是没有接地参考，总线收发器将会由浮点电源供电。因此，闪电、接地故障或其他嘈杂环境导致的电流和电压尖峰把浮点总线共模提升至一个危险的高电平。这些事件不会损坏连接至总线的组件，因为其信号和电源电平均以总线共模为参考，并且在不断变化的共模参考电压上波动。

然而，在传输线连接至各个收发器节点PCB连接器的地方，高压（如果没有去除）会导致电弧并损坏连接器附近的PCB组件。要想抑制总线共模上的电流和电压瞬态，就必须将一点的总线共模以系统接地为参考。该位置通常位于非隔离收发器节点，其为整个总线系统提供了单接地参考。

图8显示了两个远程收发器节点的详细连接，而图9则显示了一个使用了多个收发器的隔离式数据传输系统的例子。除1个收发器以外，所有其他的收发器均通过隔离连接至总线。左侧的非隔离收发器为整个总线提供了单接地参考。

图9 多现场总线收发器站隔离

结论
设计远程数据链路要求实现电源和现场总线-收发器站信号线的隔离，以规避对信号完整性及组件的GPD和接地环路的不良影响。

虽然本文中的一些图讲述的是差分数据传输，但所讨论的原理也适用于如RS-232之类的单端传输系统。