RS485通信是否要接終端電阻?
在RS485(RS485轉(zhuǎn)換器)組網(wǎng)過程中另一個(gè)需要主意的問題是終端負(fù)載電阻問題,在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負(fù)載電阻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能很好的工作(即一般在300米以下不需終接電阻),但隨著距離和負(fù)載數(shù)量的增加性能將降低。
一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻,因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100~120Ω。這種匹配方法簡單有效,但有一個(gè)缺點(diǎn),匹配電阻要消耗較大功率,對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。
另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn),需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法,這種方案雖未實(shí)現(xiàn)真正的“匹配”,但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號(hào),達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的,節(jié)能效果顯著。
為什么RS485總線要接終端電阻?
終端電阻是為了消除在通信電纜中的信號(hào)反射。
在通信過程中,有兩種信號(hào)因?qū)е滦盘?hào)反射:阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。
阻抗不連續(xù):信號(hào)在傳i輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有,信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引 起反射。這種信號(hào)反射的原理,與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法,就必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大 小的終端電阻,使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號(hào)在電纜上的傳輸是雙向的,因此,在通訊電纜的另一端可跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻。
阻抗不匹配:引起信號(hào)反射的另個(gè)原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。在高頻電路中,當(dāng)信號(hào)的頻率很高時(shí),則信號(hào)的波長就很短,當(dāng)波長短得跟傳輸線長度可以比擬時(shí),反射信號(hào)疊加在原信號(hào)上將會(huì)改變?cè)盘?hào)的形狀。如果傳輸線的特征 阻抗跟負(fù)載阻抗不匹配時(shí),在負(fù)載端就會(huì)產(chǎn)生反射。這種原因引起的反射,主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時(shí),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。
在信號(hào)傳輸?shù)娇偩€末端時(shí)會(huì)由于受到的瞬時(shí)阻抗發(fā)生突變,導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生反射,影響信號(hào)的質(zhì)量。
要減弱反射信號(hào)對(duì)通訊線路的影響,通常采用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于比較小的反射信號(hào),為簡單方便,經(jīng)常采用加偏置電阻的方法。
最后簡單說明一下:
RS-485需要2個(gè)終接電阻,接在傳輸總線的兩端,其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時(shí)可不需終接電阻,即一般在300米以下不需終接電阻。
為了抑制干擾,RS485總線常在最后一臺(tái)設(shè)備之后接入一個(gè)120歐的電阻(即為上面所述)。
RS-485與RS-422的共模輸出電壓是不同的。RS-485共模輸出電壓在-7V至+12V之間, RS-422在-7V至+7V之間,RS-485接收器最小輸入阻抗為12KΩ;RS-422是4kΩ;RS-485滿足所有RS-422的規(guī)范,所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。