RS－485系统的失效保护
RS－485系统的失效保护
在偶然或意外因素造成RS－485网络开路或短路时，系统将产生不可预知的错误。为了防止这类问题，可采用多种方式使RS－485系统具有“失效保护”功能，即保证RS－485接收器在发生开路或短路情况下总是输出“逻辑1”高电平。对于未采取失效保护的RS－485网络，由于发送器关闭后，其输出呈高阻状态，因此，在总线上的RS－485发送器全部关闭后，将会出现一些问题。由于总线上没有驱动时的电压为0V，而0V输入电压刚好处于接收器的未定义门限区域(UTR)：－200mV～＋200mV，因此，可能造成接收器输出状态的不可预测，从而使RS－485接收器在受到外部干扰时可能产生一个由高电平到低电平的跳变，接收方CPU的UART会将该跳变误解为一个指令起始位。这样，到发送器真正开始传送数据时，接收器的UART又把真正的发送起始位误解为数据比特位，而导致通讯错误。
多种线路故障都可能导致上述错误的发生。比如线路老化、双绞线偶尔发生短路或开路故障、受到外力作用(如拉断或砍断、出现开路故障)等。双线的RS－ 485线路故障可能为下列3种情况之一：只断了一根线、两根线全断、两根线短路。无论发生哪种故障其结果都是相同的，即差动接收器的输入电压为零或在零电压附近的小范围波动，最后落入UTR区域，而使接收器输出状态不确定。但线路中是否加有匹配电阻，对这些故障产生的结果不尽相同。
1 RS－485接收器输出状态的影响
在许多异步通信系统中，线驱动器发送的第一比特位为指令发送起始位，RS－485 接收器必须根据该第一比特位的边沿跳变产生相应的状态改变，从而正确地恢复原始信号。否则，一旦接收器未接收到起始位跳变信息，RS－485接收器驱动的 UART检测到的信号将与实际发送的信号不同步，从而使接收到的信号不能复原，即产生通讯误码。
许多通信系统规定，第一个从高到低的跃变为发送起始位，而最后一个由低到高的跃变为指令发送停止位。而当总线发生故障使RS－485的接收器输入一直被拉低时，CPU的UART常常处于空闲模式，以等待指令发送停止位，从而不能检测或判断系统总线此时是否发生通信故障。
2 不带输入失效保护功能的RS－485
对于未加外部匹配电阻的RS－485系统，当其发生故障时，接收器的输出状态通常使得RS－485发送器不会将两条传输线的任何一条驱动至地电位。而当一条传输线开路时，由于接收器内部12kΩ终端电阻的作用，开路线的电压为0V。此时，接收器RO的输出状态与具体是哪条线开路有关(A或B)。如果是同相输入端(A)发生开路，由于B端电位高于A端(0V)，RO将输出逻辑“0”，但是，如果此时发送将B端电压驱动至地电位的200mV以内，则A、B两端的电压差将落在UTR区域，而使RO的输出状态不可预测。反之，当B线发生开路时，接收器将输出逻辑“1“电平，除非A线电压低于200mV。
当A、B线均开路或总线上所有发送器均关闭时，由于接收器内部终端电阻的作用，接收器A、B端输入电压相同，电位差落入UTR区域，接收器输出状态不可预测。同样，当发生A、B线短路时，A、B端输入电压也相等，接收器的输出状态同样不能预测。
外部线路有匹配电阻的RS－485网络如图1所示，由于匹配电阻通常为200Ω或更小，因而在发生单根总线开路时，该匹配电阻将可能把开路线与未开路线仍然连接在一起，以在接收器输入端产生0V的差动输入电压，从而导致输出状态不可预测。当发生两根总线同时开路或所有发送器全部关闭时，该外部匹配电阻会使A、B端电位相同，而且由于接收器内部终端电阻的作用，其电压均为0V，接收器差动输入电压也为0V，从而使接收器输出状态不确定。当线路发生短路故障时，外部匹配电阻不起任何作用，但0V的输入差动电压将导致接收器输出状态不可预知。
3 外加失效保护的RS－485接收器
现在已有多种新颖的失效保护方案。对于线路已加终端匹配的电阻网络，目前广泛采用的一种办法是对A、B端提供外部偏置电路，以保证当线路发生开路故障时，A端电压始终比B端电压高。偏置电路如图2所示，偏置电阻的选择无严格要求，只要保证A、B端电压差大于200mV即可，这样，就能使接收器保证在开路故障时输出逻辑“1”。
但是，图2电路有一明显的缺陷，即传输线不再是隔离的，且从接收器电源端到地之间会形成一条电流通路，并会产生恒定的功率消耗，这对于电池供电的系统或设备是无法接受的。
4内置失效保护电路的RS－485
最早内置失效保护电路的RS485接收器(如MAX485)，在无终端匹配电阻的网络发生两根总线均开路的故障时，接收器可以保证输出逻辑“1”。
MAX485接收器内部有一个上拉电阻可连接在A端和VCC之间(如图3所示)，由于该上拉电阻比接收器输出电阻大10～20倍，因而对接收器的输入阻抗影响很小或忽略不计，这种接收器就是所谓的第一代具有失效故障保护功能的RS－485接收器。从图3可以看出：当A、B线都断开或总线上所有发送均关闭时，由于上拉电阻的作用，A、B端将产生至少200mV的压差，从而可保证接收器输出为逻辑“1”。
然而，该方案并不能保证在发生上述线路故障时都有效。假设只有A线开路，B线未断开，则接收器输出是不可预测的，因为即使A线电平由于上拉电阻作用产生大于200mV电压，但由于发送器仍在不断发送数据，B线电平可能为0V或高电平输出。而只有B线为低电平或0V时，接收才能输出逻辑“1”，这实际上无法满足实际应用的要求。如果只有B线发生开路故障，此时的接收器与普通接收器并无区别，其输出通常为逻辑“1”，如果此时A端输入为0V电压，则接收器输出将不确定。如果A、B线发生短路故障，接收器输出仍不可预测。对于终端匹配网络，由于内部上拉电阻远远大于匹配电阻，该上拉电阻在系统发生线路故障时无任何作用。
继MAX485之后，美国国家半导体公司采用不同门限的方法，开发了完备的失效保护RS－485接收器，即所谓的第二代失效保护接收器。而RS－485总线标准定义±200mV为接收器差动输入门限(VA－VB)，并以此判断有效逻辑电平输出，因此，如果差动接收电压落在±200mV范围之内，接收器输出状态将不可预测。
如图4所示，由于第二代接收器采取不同的0V／－500mV门限电平，因此对于所有正的差动输入电压，接收器都输出逻辑“1”，而超出－500mV差动输入电压，则输出逻辑“0”。这样，对于终端匹配网络而言，发生上述所有故障，接收器都能输出逻辑“1”，因为这些线路故障发生时，接收器输入的差动电压总是0V。
对于未接终端匹配电阻的网络，当发生双线开路故障时，接收器差动输入电压为0V，输出为逻辑“1”。而只有B线断开时，由于B端电压为0V，而差动输入电压通常为正电压，接收器通常也输出逻辑“1”。然而，如果只有A线开路，接收器输出状态则会变为逻辑“0”，这是由于内部下拉电阻的作用，A端输入电压将是0V，而B端电压通常为正电压。由此可见进行了第二代接收器在第一代接收器的基础上已有许多改善，因而在实际应用中被广泛采用。
通过上述分析可以看出：第二代接收器主要有三个问题，且都与(－500mV～0V)门限电平有关。首先，－500mV门限不能满足RS－485规范(－ 200mV)；其次，由于0V电平包含在UTR内，这样，如果接收器差动输入电压刚好为0V，就不能保证其输出一定为逻辑“1”；－500mV的差动接收门限会限制通信速率，且可能导致高速有效信号不能被正确接收。
因此，虽然第二代接收器比第一代产品有很大改进，但不能完全解决上述故障中存在的问题，故需进一步改进，这就促使开发商开始了对第三代接收器的研制。 1996年，Maxim公司开发出了MAX3080系列产品，它们属于第三代RS－485接收器。第三代产品与第二代产品类似，同样采用负电压门限，但范围不同，为－50mV～－200mV，从而解决了第二代产品中存在的问题。
首先，低电平门限－200mV与RS－485标准一致；其次，高电平门限－50mV又把0V电平排除在UTR区域；第三，正是由于其UTR的－ 200mV门限遵从RS－485标准，不会限制RS－485标准的通讯速率。因此，第三代产品———MAX3080系列产品为全面解决RS－485总线的失效保护提供了有效途径。
表1列出了各种线路故障条件下，接收器差动输入电压的变化以及各种类型接收器逻辑输出状态的比较。该表简单总结了第三代接收器相对于其它类型接收器的优点。
5 总结
多年来，设计人员一直在寻求一种廉价、可靠的方案以保证RS－485总线在发生线路故障时，接收器输出状态能保证为确定的逻辑“1”。其中一些方案是通过增加外部元件或智能控制器(CPU，MCU， DSP等)来实现的，这样会提高系统成本；通过增加上拉、下拉偏置电阻会增大系统的功率消耗；还有一些方案只是解决了部分问题；而第三代RS485接收器 (MAX3080系列产品)则提供了一种简单、廉价、可靠的低功耗解决方案。
一、RS-232、RS-422与RS-485的由来
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用，许多厂家都建立了一套高层通信协议，或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的RS-422控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如Louth、Odetis协议是公开的，而ProLINK则是基于Profile上的。 二、RS-232串行接口标准 目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。
收、发端的数据信号是相对于信号地，如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2脚相对7脚（信号地）的电平，DB25各引脚定义参见图1。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15V，负电平在-5～-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232 电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表1。规定 RS232 RS422 R485 工作方式 单端 差分 差分 节点数 1收、1发 1发10收 1发32收 最大传输电缆长度 50英尺 400英尺 400英尺 最大传输速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s 最大驱动输出电压 +/-25V -0.25V～+6V -7V～+12V 驱动器输出信号电平 (负载最小值) 负载 +/-5V～+/-15V +/-2.0V +/-1.5V 驱动器输出信号电平 (空载最大值) 空载 +/-25V +/-6V +/-6V 驱动器负载阻抗(Ω) 3K～7K 100 54 摆率(最大值) 30V/μs N/A N/A 接收器输入电压范围 +/-15V -10V～+10V -7V～+12V 接收器输入门限 +/-3V +/-200mV +/-200mV 接收器输入电阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K 驱动器共模电压 -3V～+3V -1V～+3V 接收器共模电压 -7V～+7V -7V～+12V 三、RS-422与RS-485串行接口标准。
1．平衡传输 RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。
通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2～6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 接收器也作与发送端相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连，当在收端AB之间有大于+200mV的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV时，输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
2．RS-422电气规定 RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。图5是典型的RS-422四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。图4是其DB9连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω（终接电阻）。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。
RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。
RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。 RS-422有关电气参数见表1 3．RS-485电气规定 由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，参见图6。 而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12k欧，而RS-422是4k欧；RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。 RS-485有关电气规定参见表1。 RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。 RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总线的两端。
四、RS-422与RS-485的网络安装注意要点
RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，因此多节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几点：
1．采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。图8所示为实际应用中常见的一些错误连接方式（a，c，e）和正确的连接方式（b，d，f）。a，c，e这三种网络连接尽管不正确，在短距离、低速率仍可能正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，会造成信号质量下降。
2．应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装，再者是过长的分支线引出到总线。总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
五、RS-422与RS-485传输线上匹配的一些说明 对RS-422与RS-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。那么在什么情况下不用考虑匹配呢？理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的RS-485接口MAX483输出信号的上升或下降时间最小为250ns，典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns（24AWG PVC电缆），那么只要数据速率在250kb/s以内、电缆长度不超过16米，采用MAX483作为RS-485接口时就可以不加终端匹配。 一般终端匹配采用终接电阻方法，前文已有提及，RS-422在总线电缆的远端并接电阻，RS-485则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。终接电阻一般在RS-422网络中取100Ω，在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。 另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配，如图9。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法，如图10。这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。节能效果显著。
六、RS-422与RS-485的接地问题 电子系统接地是很重要的，但常常被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。RS-422与RS-485传输网络的接地同样也是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传输距离较远的情况下，对于接地的要求更为严格。否则接口损坏率较高。很多情况下，连接RS-422、RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有下面二个原因：
1．共模干扰问题：正如前文已述，RS-422与RS-485接口均采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，如RS-422共模电压范围为-7～+7V，而RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。以图11为例，当发送驱动器A向接收器B发送数据时，发送驱动器A的输出共模电压为VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差VGPD。那么，接收器输入端的共模电压VCM就会达到VCM=VOS+VGPD。RS-422与RS-485标准均规定VOS≤3V，但VGPD可能会有很大幅度（十几伏甚至数十伏），并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入VCM超出正常范围，并在传输线路上产生干扰电流，轻则影响正常通信，重则损坏通信接口电路。
2．（EMI）问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 由于上述原因，RS-422、RS-485尽管采用差分平衡传输方式，但对整个RS-422或RS-485网络，必须有一条低阻的信号地。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VGPD被短路。这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。值得注意的是，这种做法仅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。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，影响正常通信。笔者认为，可以采取以下三种措施：
（1）如果干扰源内阻不是非常小，可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高，但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。
（2）采用浮地技术，隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的一种方法，当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效，此时可以考虑将引入干扰的节点（例如处于恶劣的工作环境的现场设备）浮置起来（也就是系统的电路地与机壳或大地隔离），这样就隔断了接地环路，不会形成很大的环路电流。
（3）采用隔离接口。有些情况下，出于安全或其它方面的考虑，电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮，这时可以采用隔离接口来隔断接地回路，但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。
七、RS-422与RS-485的网络失效保护 RS-422与RS-485标准都规定了接收器门限为±200mV。这样规定能够提供比较高的噪声抑制能力，如前文所述，当接收器A电平比B电平高+200mV以上时，输出为正逻辑，反之，则输出为负逻辑。但由于第三态的存在，即在主机在发端发完一个信息数据后，将总线置于第三态，即总线空闲时没有任何信号驱动总线，使AB之间的电压在-200～+200mV直至趋于0V，这带来了一个问题：接收器输出状态不确定。如果接收机的输出为0V，网络中从机将把其解释为一个新的启动位，并试图读取后续字节，由于永远不会有停止位，产生一个帧错误结果，不再有设备请求总线，网络陷于瘫痪状态。除上述所述的总线空闲会造成两线电压差低于200mV的情况外，开路或短路时也会出现这种情况。故应采取一定的措施避免接收器处于不确定状态。通常是在总线上加偏置，当总线空闲或开路时，利用偏置电阻将总线偏置在一个确定的状态（差分电压≥-200mV）。如图13。将A上拉到地，B下拉到5V，电阻的典型值是1kΩ，具体数值随电缆的电容变化而变化。
上述方法是比较经典的方法，但它仍然不能解决总线短路时的问题，有些厂家将接收门限移到-200mV/-50mV，可解决这个问题。例如Maxim公司的MAX3080系列RS-485接口，不仅省去了外部偏置电阻，而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。 八、RS-422与RS-485的瞬态保护 前文提到的信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。 实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-422或RS-485通信接口。对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。
1．隔离保护方法。这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离，已有器件厂商将所有这些元件集成在一片IC中，使用起来非常简便，如Maxim公司的MAX1480/MAX1490，隔离电压可达2500V。这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。
2．旁路保护方法。这种方案利用瞬态抑制元件（如TVS、MOV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用，如图14，在这种方法中，隔离接口对大幅度瞬态干扰进行隔离，旁路元件则保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。
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