如何实现一种工业领域RS485收发器电路设计？

RS485总线和CAN总线一样，都是串行总线，同样广泛应用于工业设备之间，因为 工业现场电磁环境复杂、干扰源多，因此RS485总线除了满足正常的通讯功能之外，还需要满足以下要求：

(1)接口电路静电放电抗扰度3 级：

接触放电6KV，空气放电8KV

(2)射频电磁场辐射抗扰度3 级：

试验场强10V/m

(3)电快速瞬变脉冲群抗扰度3级：

信号端口1KV 5KHZ或1KV 100KHZ

(4)浪涌（冲击）抗扰度3 级：

线线间开路试验电压1kv

线地间开路试验电压2kv

下图为我在实际应用中的电路，图中的收发器采用隔离型的ISO3082。

我们先来分析一下总线侧：

根据RS485总线电平标准：

200mV<+VI<+6V （总线上A的电压减去B的电压大于200mV且小于6V,为显性电平）

-6V<-VI<-200Mv （总线上A的电压减去B的电压大于-6V且小于200mV,为隐性电平）

在实际设计时，留出100mV裕度

300mV<+VI<+6V 总线上A的电压减去B的电压大于300mV且小于6V,为显性电平）

-6V<-VI<-300mV （总线上A的电压减去B的电压大于-6V且小于300mV,为隐性电平）

图中5V_485经过R13、R20、以及总线间等效电阻60欧姆分压后，VA-VB>=300mV,为显性电平，它代表了起始位为显性电平。

最右边是一个三级防护电路：图中GDT1为气体放电管，当总线上的脉冲电压高于600V，气体放电管被击穿，放电速率为100V/s，此时总线电压为68-112 。PTC1和PTC2是热敏电阻，当流过其电流大于120mA时断开，小于时接通，有效抑制浪涌冲击。D6是TVS，当总线脉冲电压大于13.3V，TVS二极管导通，将总线脉冲电压钳位到26V以下，保护ISO3082。以上实现了CAN总线的三级保护，使设备能应对工况现场的干扰。

使用ISO3082时，应特别注意其内部结构图,D和DE输入端都串联了500R电阻，在与3.3V CPU或MCU直接连接时，最大电流为6.6Ma,对于MCU，一般不会出现过流的情况，CPU就可能出现过流，所以设计时串联1K电阻，电流设置为2.2Ma。

RX端内部结构如下，其输出方式是推挽输出，4R和6.4R是限制输出电流，当输出与CPU或MCU直连时，高电平电流为825Ma, 低电平平电流为516Ma，这样不管是MCU还是CPU，都会损坏。因此必须加电阻限流，我设计时加了1K, 高低电平电流幅值为3.3Ma，满足功能且不会损坏器件。

Q1与R22、R24一起构成单元线路，作用是将485_UART2_TX电平取反，来控制RE非引脚和DE引脚，实现自收发功能。