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。
1、终端电阻的作用 对于RS-485总线,终端电阻主要是为了匹配通信线的特性阻抗,防止信号反射,提高信号质量。 在组建RS-485总线网络时,通常使用特性阻抗为120Ω的屏蔽双绞线,由于RS-485收发器输入阻抗一般较高(例如RSM485ECHT输入阻抗为96kΩ,最多可连接256个节点),在信号传输到总线末端时会由于受到的瞬时阻抗发生突变(以RSM485ECHT为例,阻抗由120Ω变为96kΩ),导致信号发生反射,影响信号的质量。RSM485ECHT在1200m,500kbps通信速率的情况下不加终端电阻和加终端电阻的波形如图 1和图 2所示,终端电阻明显改善了信号的质量。
图1 RSM485ECHT 1200m 500kbps不加终端电阻
图2 RSM485ECHT 1200m 500kbps 加终端电阻
2、终端电阻带来的问题 终端电阻虽然可以提高信号质量,但还具有以下几个问题: 1)降低了驱动信号的幅值 RS-485总线上的负载越大,RS-485收发器输出差分电压幅值越低,RSM485ECHT在5m,500kbps的情况下不加终端电阻和加终端电阻的波形如图 3和图 4所示,可以看出驱动信号在增加终端电阻后降低了2V左右。
图3 RSM485ECHT 5m 500kbps 不加终端
图4 RSM485ECHT 5m 500kbps 加终端 2)增大了通信线上的压降 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。
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