RS-485总线具有结构简单、成本低等优点,但各位工程师在组建RS-485总线网络时,为提升整个网络通信的可靠性,想必会经常会遇到一个问题:需不需要加终端电阻呢?本文将为你解答。
图3 RSM485ECHT 5m 500kbps 不加终端
增加终端电阻使通信线缆上的电流增大,产生了较大的压差,降低了接收端的信号幅值。RSM485ECHT在1200m,115.2kbps首端和末端的信号波形如图5和图6所示(0.75mm2通信线),末端信号与首端信号相比下降了0.7V左右。
图5 RSM485ECHT 1200m 115.2kbps
加终端电阻 首端波形
图6 RSM485ECHT 1200m 115.2kbps
加终端电阻 末端波形
3. 增大了收发器的功耗
增加终端电阻对于接收状态时的工作电流影响不大,但会大大增加驱动状态时的工作电流。以RSM485ECHT为例,RSM485ECHT处于接收状态时工作电流为20mA左右,在驱动状态不加终端电阻时工作电流为27mA左右,在驱动状态加终端电阻时工作电流为83mA左右,可以看出终端电阻大大增加了RS-485收发器的功耗,对于有功耗要求的应用场合,应谨慎使用终端电阻。
4. 降低总线空闲时的差分电压
如图7所示为两个RSM485ECHT通信示意图。
图7 RSM485ECHT通信等效示意图
RIN为RSM485ECHT输入阻抗,96kΩ;
根据上述公式可以计算AB之间的差分电压为:
由于RSM485ECHT的门限电平为-200mV~-40mV,所以在上述情况下,模块仍然输出高电平,保证总线空闲时不会误接收数据。但对于门限电平为-200mV~+200mV的RS-485收发器,输出电平为不确定状态,此时有可能误接收数据。
使用类似RSM485ECHT的模块(门限电平为-200mV~-40mV),当RS-485总线的差分电压大于-40mV时RS-485收发器的输出即为高电平。
使用RSM485PCHT或RSM485PHT等带有输出隔离电源的模块,可以通过在外部增加较小的上下拉电阻将RS-485总线的空闲状态时的电压拉到+200mV以上(一般要留有100mV或200mV以上的裕量),保证空闲时RS-485总线差分电压不处于门限电平范围内,但上下拉电阻值不能太小,一般总线上拉(或下拉)并联值要大于375Ω。
1. 通信速度低或者通信距离近的情况下建议不加终端电阻
2. 通信距离较长且通信速度较快,对信号质量要求较高的情况
此时可以增加终端电阻,防止阻抗突变引起的信号反射问题,提高信号质量,但应确保在总线空闲时总线的差分电压不处于门限电平范围内。
一般在一个位的中间时间对信号进行采样,由于低通信速度的情况下,每一个位的时间较长,所以在到达采样点时反射信号已被消耗掉,对通信已无影响。RSM485ECHT在1200m 9600bps不加终端电阻首端和末端的波形如图8和图9所示,可以看出反射信号在到达每一个位中间前就已经被消耗掉了。
图8 RSM485ECHT 1200m 9600bps
图9 RSM485ECHT 1200m 9600bps