485差分信号不对称，是上下拉电阻问题吗？

科技 2024-09-06 08:03 广东

问题：485差分信号不对称

当RS485设备测试信号时（总线未接从机），发现RS485的输出差分信号关于GND不对称？A，B相的信号也没有覆盖整个0-3.3V区间。如下图1所示所示：明显看出来RS485 信号A低电平没到GND，RS485信号B高电平没到VDD。

查看芯片手册，芯片手册中关于芯片内部A，B相对地等效阻抗是大于98kΩ，典型值200kΩ（典型值在芯片手册中未标明，询问原厂得到）。如下图2。既然内部对地电阻是对称的，外部电路上下拉也是对称的，为什么测出来不对称呢？

图 1 RS485网络信号波形

图 2接收器输入阻抗值

解决过程

总线上的电压是分压的结果，如下图3示意：

图 3 添加了总线偏压电阻后的DC路径

是不是跟总线上的负载有关？带着这个猜想试着断开负载：先将总线上负载去掉（电路上去掉R21，R22）。测试出来如下图4所示，改善不大，基本没看出来有什么变化，还是不对称。

图 4 RS485总线AB相去掉0R电阻

其他没有别的东西了，挺奇怪，假设芯片内部A，B相标注的输入阻抗值是准确的，那么总线输出一定是对称的？难道是上下拉电阻的问题？问题是上下拉电阻是一样大啊，不可能是这个问题吧，带着试试看的心里去掉了上下拉电阻R19、R25，再次测量总线信号，如下图5所示，波形基本对称了，解决了。看来是外部上下拉电阻问题。

我理解错了，以为只要是内外电阻、上下拉电阻一样，信号就会对称。其实不然，对于RS485 总线来说：当强上拉或强下拉时，采到的信号是不对称的，举一个极端一点的例子：A用0R强上拉到VDD，那么A发1，可以输出高电平，没问题，但是当A发0时，是无法输出低电平的，这是上下拉电阻阻值造成的不对称，对于B也如此。就像MCU的GPIO一样，同一个GPIO口，它的推拉电流能力也不一样。这是造成测试出来差分信号不对称的原因。

另外一种不对称可能是由不同厂家的RS485芯片造成的，因为不同厂家的485芯片驱动能力略有差异。如果RS485网络中主从是不一样厂家的芯片，就有可能出线总线电平不对称的情况出线。

图5 RS485 AB总线断开0R+去掉上下拉电阻

有细心的小伙伴发现上面的波形好像在高低电平期间不是很平坦，这个在我们测试信号的时候经常会遇到，也很容易忽略，这其实是使用示波器之前未进行校准导致的，校准完成之后复测信号，波形图如下图6，非常完美。

图6 RS485 AB总线断开0R+去掉上下拉电阻+已校准探头

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