RS485 3線接続の必要性の説明方法

質問

機器間をＲＳ４８５で接続する場合、３線（信号線Ａ／Ｂ及びＳＧ）が必要だと思います。
しかし、一般に「ＲＳ４８５は２線式で、ＳＧは要らない。」と思われている事が多い上、ＳＧ端子が無いＲＳ４８５機器も普通に販売されているようです。

私自身、何故ＳＧが必要かと質問された時に、うまく説明する事が出来ません。
あまり回路に詳しくない相手に、以下の事を上手く説明する良い方法はないでしょうか？

・そもそも何故必要か？
・ＳＧを接続しない場合の問題点は何か？
・相手機器にＳＧ端子が無い場合、どうすればいいか？

宜しくお願いします。

回答No.3

noname#230359

既に回答が出ていますが、原理的な説明を簡略化した資料が
ここ↓にあります。
http://www.datadynamics.co.jp/integrity/documentation/appnote_r1.pdf

他者に説明するときは案外使えるかも（2,5ページ）

お礼

plus様　ご回答いただきありがとうございます。

ＧＮＤの接続について、具体的な方法とメリット・デメリットが示されており、大変勉強になりました。

こういった資料があると、工事担当者に説明する場合に、説得力が出るので助かります。

回答No.2

noname#230359

毎度ＪＯです。
この手の質問はネット上で時々投稿されます、
回答から言ってしまうとSGが必要無い可能性も有ると言う事です、
これはRS485の動作が認識できれば納得出来ます

１）RS485は差動信号
２）送信側のICは、そのICの電源の範囲内で差動出力をしている
３）受信側のICは、そのICの電源の範囲内でコンパレートしている
以上が回答の全てです、上記の条件が満たされていれば通信出来ると言う事です、

SGが配線されていれば上記の条件が満たされます、

ではSGが配線されていない場合はどうなるか？
要点は「そのICの電源の範囲内」です、SGが配線されていれば送信・受信の各ICはGNDが共通なので問題無いのですが
SGが配線されていない場合、送信側の機器と受信側の機器のGNDレベルで通信出来るか出来ないかが決まってしまいます
送信側の機器と受信側の機器のGNDがアースされていて、GNDレベルが同電位であれば通信出来ます、
しかし送信側の機器と受信側の機器が絶縁されていて、誘導や容量結合等でGNDレベルが「振られていると」通信出来ない事になります、
受信側のICから見て、終端抵抗に表れる差動電圧が受信側のICの電源電圧の範囲内にあるかどうかで決まります

２線式でこれらのGNDレベルの問題を回避する為には絶縁型の通信ICを使用します、
絶縁型の通信ICは、送信・受信の回路のみがICの電源から絶縁されていますので、
送信側の機器と受信側の機器のGNDレベルの影響を受けません。

>>一方は絶縁型、もう一方は非絶縁型の場合も、２線で接続できると考えていいのでしょうか？
１対１の通信なら、どちらかが絶縁型であれば問題有りませんが、
通信ケーブルに誘導などのノイズが乗る可能性のある環境では注意が必要です、

又、１対複数のマルチドロップ場合では、１台までは非絶縁型でもOKと言う事になりますが、前記のノイズに注意が必要です。

追記
>>絶縁型通信ＩＣ使用　：　２線のみ接続でＯＫ
これは「可能」という意味で、絶縁型でもSGの配線があれば、より安定します。

参考URL：

http://www.nc-net.or.jp/knowledge/search/mori_search/mori_search.php http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3892925.html http://dat

お礼

ＪＯ＿Ｏ 様　回答いただきありがとうございます。

絶縁型というのがあるのですね。

ご説明いただいた事を、言い方を換えてまとめると、
・絶縁型通信ＩＣ使用　：　２線のみ接続でＯＫ
・非絶縁型通信ＩＣ使用：　３線の接続が必要
　但し、非絶縁型の場合でも、機器間のGNDレベルが同電位(かそれに近い)状態である事が保証されるなら２線のみ接続でもＯＫ。
という事ですね。

ならば、ＳＧが無い機器は、絶縁型ＩＣを使っていると推測されますね。

ところで、一方は絶縁型、もう一方は非絶縁型の場合も、２線で接続できると考えていいのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

SGが必要か不要かは分かりませんが
下記資料を全部読むと恐らく高速になるとSGは必須になるらしいと言う事は推測可能
低速短距離であれば、必ずしもSGは必須ではないらしい

http://japan.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3884
RS-485の長距離化と高速化はどこまで可能か？

http://www.miyazaki-gijutsu.jp/
データ伝送基礎講座

http://www.anybus.jp/technologies/canopen.shtml
http://www.anybus.jp/technologies/cclink.shtml
http://www.anybus.jp/technologies/profibus.shtml

>相手機器にＳＧ端子が無い場合、どうすればいいか？
SGとFGが短絡されていて、FG端子のみ有る場合も有るし
SGもFGも無い機器も有るし

お礼

lumiheart様　アドバイスありがとうございます。

ＭＡＸＩＭのサイトを読みましたが、速度に関わるのはシールドの有無であって、ＳＧの有無では無いと思います。

逆に、「ヒントと秘訣」の項に、「適切な配線：RS-485は差動伝送を規定しており、それにはグランド線に加えて、信号を送信するための2本の信号線が必要になります。 」との文があり、やはりグランド（ＳＧ）は必須であるという認識は正しいと確信する事ができました。

但し、何故？というところは、この文章では理解できません。
”差動伝送”の詳細が理解できていないからだと思うのですが、この辺りに詳しい方のアドバイスが頂けるとありがたいです。

宜しくお願いします。