3 隔离技术的具体应用
3．1 隔离技术在RS485／RS422中的应用
    RS485／RS422 作为强健的接口标准，采用双绞线电缆连接并具有宽共模电压范围内差分信号传输的低噪声耦合特性，允许在高达10 Mbps的信号传输速率下进行数据交换。尽管该标准已被广泛接受，但是它在实际应用中的一些具体问题并没有得到深入的认识，甚至存在着种种误区(比如接地、隔离及瞬态保护并没有在实际使用中得到正确的应用)，以至于影响到整个系统的性能。在实际应用中，RS485／RS422通信大多采用图2所示的3种方式。

    对于图2(a)的设计，远程数据连接通常存在很大的地电位差(GDP)，该电位差到了发送器的输出上就成了共模噪声。如果这种噪声过大，就可能超过接收器的输入共模噪声容限，从而造成器件损坏。图2(b)中的设计方法对高阻型共模干扰有效，由于干扰源内阻大，短接后不会形成很大的接地环路电流，对于通信不会有很大影响。但当共模干扰源内阻较低时，会在接地线上形成较大的环路电流，耦合到数据线中成为共模噪声，影响正常通信。图2(c)实际上是在接地线上加限流电阻限制干扰电流，但大地接地回路的存在使数据链路对回路中其他地方产生的噪声非常敏感。
    总的来说，图2(c)的方案比前两种合适，但建立长距离数据链路的最可靠的方法是通过数字隔离方案来隔断接地回路，其单节点设计如图3所示。

    采用图3所示方法时，总线收发器的信号线和电源线与本地信号和电源是相互隔离的。该设计有2个关键：
    ①其隔离器件可以选用ADI公司iCoupler产品的ADuM141x，也可以选用TI公司的IO72xx数字隔离器。其中IO72xx是数字电容性隔离工艺应用的数字隔离器，接收数字输入并产生干净的数字输出，同时防止源自输入参考地的噪声电流及过电压的干扰。
    ②该类隔离器件都具有双电源、地，分别接系统内部电源、地和通信接口芯片的电源、地，同时双电源、地通过隔离型DC-DC变换器进行隔离。或者使用ADI 公司采用iCoupler技术的DC-DC隔离电源转换器isoPower系列的ADuM524x来实现隔离部分和隔离型DC-DC部分的集成简化方案，但需要注意的是ADuM5241的隔离电源的驱动能力可能不够。
    图4给出的是多个隔离型．RS485／RS422收发器组网的详细连接。总线节点以菊花链或总线拓扑方式联网，总线上每台设备的工作地是不相连的，每个节点都必须通过很短的线头连接到主线缆。RS485／RS422尽管是差分传输，但对RS485网络来讲一条低阻的信号地还是必不可少的。一条低阻的信号地将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压被短路，这条信号地可以是额外的一对非屏蔽双绞线或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。注意，无论怎么连接千万不能形成工作地回路，否则将会形成很大的环路电流。特别要注意的是，如果使用了专门的低阻的信号地，再使用屏蔽层保护，就必须屏蔽层单端接某个节点的收发器的地，否则就会形成地回路。另外还要注意，所有收发器中除了一个以外其他均通过隔离连接到总线，图4中唯一一个未隔离的收发器为整个总线接口提供单一地参考，噪声环境下往往用2个RC低通滤波器替代120 Ω终端电阻，以增强对共模噪声的滤波。2个滤波器的电阻值应相等(最好采用精密电阻)，以确保2个滤波器具有相同的滚降频率。