El bus RS-485 es un método de transmisión de señal diferencial de uso común, tiene las ventajas de una fuerte capacidad antiinterferente, una larga distancia de transmisión y una gran cantidad de nodos, y se usa ampliamente en comunicaciones, automatización industrial y otros campos. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, generalmente encontramos comunicación anormal entre dispositivos RS-485 de larga distancia. Una solución común es verificar si se agrega una resistencia terminal al bus del dispositivo RS-485. En algunos casos se puede utilizar sin añadirlo A qué se debe? Entendamos qué hace la resistencia terminal en el bus RS-485.
//
El papel de la resistencia terminal.
Cuando se transmiten señales de alta frecuencia, la longitud de onda de la señal es más corta que la línea de transmisión. La señal formará una onda reflejada al final de la línea de transmisión, interfiriendo con la señal original. Por lo tanto, es necesario agregar una resistencia terminal en el final de la línea de transmisión para evitar que la señal se refleje después de llegar al final de la línea de transmisión. No se utiliza para señales de baja frecuencia. Durante la transmisión de señales de línea larga, generalmente para evitar la reflexión y el eco de la señal, también es necesario conectar una resistencia terminal coincidente en el extremo receptor.
//
Para el bus RS-485, la resistencia terminal puede igualar la impedancia característica de la línea de comunicación para evitar la reflexión de la señal y mejorar la calidad de la señal. Al construir una red de bus RS-485, generalmente se utilizan pares trenzados blindados con una impedancia característica de 120 Ω, ya que la impedancia de entrada del transceptor RS-485 es generalmente alta, alcanzando casi cien KΩ, cuando la señal se transmite hasta el final. del bus debido a la impedancia instantánea Se produce un cambio repentino y la impedancia cambia de 120 Ω a casi cien KΩ, lo que provoca la reflexión de la señal y afecta la calidad de la señal.
La reflexión de la señal causada por este cambio de impedancia está relacionada con la frecuencia de la señal de comunicación y la longitud de la línea de señal. En un bus con una longitud de bus de menos de 1 M sin una resistencia terminal y una velocidad de comunicación de 9600 Kbps, casi no habrá anormalidades en la comunicación 485. Sin embargo, cuando aumentamos la velocidad de comunicación, a medida que aumenta la velocidad de comunicación, los datos de comunicación comenzarán a aparecer confusos. En este momento, cuando usamos un osciloscopio para medir la señal de la línea AB, encontraremos que la forma de onda de voltaje en la línea AB ya no es una onda cuadrada, sino más bien una onda sinusoidal. Esta forma de onda ya no permite que el receptor emita correctamente la señal del transmisor.
Problemas causados por resistencias terminales.
Aunque las resistencias terminales pueden mejorar la calidad de la señal, también presentan los siguientes problemas:
①Reducir la amplitud de la señal de conducción.
Cuanto mayor es la carga en el bus RS-485, menor es la amplitud del voltaje diferencial de salida del transceptor RS-485. Dado que el receptor RS-485 juzga la señal transmitida a través de la diferencia de voltaje en la línea AB, este voltaje tiene un umbral de ±200 mV. Los datos no se pueden juzgar por debajo de este voltaje.
②Aumentar la caída de voltaje en la línea de comunicación.
Al aumentar la resistencia del terminal, aumenta la corriente en el cable de comunicación, lo que resulta en una mayor pérdida de voltaje. Cuanto más largo es el cable, menor es la diferencia de voltaje que llega al extremo receptor, lo que afecta los datos de comunicación.
③Aumentar el consumo de energía del transceptor.
Durante el proceso de envío de datos, el transmisor RS-485 hará que la diferencia de voltaje entre el terminal AB supere los ±200 mV. Cuanto mayor sea la carga en el bus, mayor será la energía consumida por el transmisor.
Cuándo necesito agregar una resistencia terminal?
① Cuando la velocidad de comunicación es baja o la distancia de comunicación es corta, se recomienda no agregar una resistencia terminal.
Cuando la velocidad de comunicación es baja o el bus de comunicación es corto, la reflexión de la señal tiene poco impacto en la señal de comunicación y el consumo de energía se puede reducir al no agregar una resistencia terminal y al aumentar los valores de las resistencias pull-up y pull-down. se puede garantizar que el bus RS-485 tenga una mayor amplitud de voltaje diferencial que mejora la confiabilidad de la comunicación.
② Situaciones en las que la distancia de comunicación es larga y la velocidad de comunicación es rápida, lo que requiere una alta calidad de la señal
Dado que el bus RS-485 producirá señales de reflexión de eco a medida que aumenta la distancia de transmisión, se puede aumentar la resistencia del terminal para evitar problemas de reflexión de la señal causados por mutaciones de impedancia y mejorar la calidad de la señal. Sin embargo, es necesario garantizar el voltaje diferencial del bus. cuando el autobús está inactivo No dentro del rango de nivel umbral. El estándar RS-485 recomienda que la impedancia característica del cable sea Z0 = 120 Ω. Normalmente, el primer y último terminal de la línea de comunicación se combinan con una resistencia de 120 Ω.
//
③Situaciones donde se requiere consumo de energía y la distancia de comunicación es larga
Generalmente, la señal se muestrea en el tiempo medio de un bit. Debido a la baja velocidad de comunicación, cada bit tarda mucho tiempo, por lo que la señal reflejada se ha consumido cuando llega al punto de muestreo y no tiene ningún impacto en el comunicación.
Por lo tanto, las aplicaciones que tienen altos requisitos de consumo de energía del transceptor RS-485 y larga distancia de comunicación deben reducir adecuadamente la velocidad de comunicación.