電子信息工程專(zhuān)業(yè)論文——rs485通信網(wǎng)路在工業(yè)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-12-10 04:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)）。 接收器的輸入靈敏度為 200mV（即（ V+） （ V）≥ ，表示信號(hào)“ 0”；（ V+） （ V）≤ ，表示信號(hào)“ 1”）。 因?yàn)?RS485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（ 32個(gè)）以及傳輸線成本低的特性，使得 EIA RS485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。 二、 影響 RS485 總線通訊速度和通信可靠性的三個(gè)因素 在通信電纜中的信號(hào)反射 在通信過(guò)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)在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒(méi)有，信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射，如圖 1所示。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，如圖 2所示 。 從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就再也不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射現(xiàn)象。但是，在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號(hào)反射還會(huì)存在。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。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。信號(hào)反射對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，歸根結(jié)底是因?yàn)榉瓷湫盘?hào)觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯(cuò)誤的信號(hào)，導(dǎo)致 CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或整個(gè)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。在信號(hào)分析，衡量反射信號(hào)強(qiáng)度的參數(shù)是 RAF（ Refection Attenuation Factor 反射衰減因子）。它的計(jì)算公式 RS485 通信網(wǎng)路在工業(yè)中的應(yīng)用 6 如式（ 1）。 RAF=20lg(Vref/Vinc) （ 1） 式中： Vref— 反射信號(hào)的電壓大?。?Vinc— 在電纜與收發(fā) 器或終端電阻連接點(diǎn)的入射信號(hào)的電壓大小。 具體的測(cè)量方法如圖 3所示。例如，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得 峰值為+5V，反射信號(hào)的峰 峰值為 +，則該通訊電纜在 ，它的反射衰減因子為： RAF=20lg()= 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(jiǎn)單方便，經(jīng)常采用加偏置電阻的方法。在通訊線路中，如何通過(guò)加偏置電阻提高通訊可靠性的原理，后面將做詳細(xì)介紹。 在通訊電纜中的信號(hào)衰減 第二個(gè)影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥切盘?hào)在電纜的傳輸過(guò)程中衰減。一條傳輸電纜可以把它看出由分布電容、分布電感和電阻聯(lián)合組成的等效電路，如圖 4所示。 電纜的分布電容 C主要是由雙絞線的兩條平行導(dǎo)線產(chǎn)生。導(dǎo)線的電阻在這里對(duì)信號(hào)的影響很小，可以忽略不計(jì)。信號(hào)的損失主要是由于電纜的分布電容和分布電感組成的 LC低通濾波器。 PROFIBUS用的 LAN標(biāo)準(zhǔn)型二芯電感（西門(mén)子為 DP總線選用的標(biāo)準(zhǔn)電纜），在不同波特率時(shí)的衰減系數(shù)如表 1所示。 表 1 電纜的衰減系數(shù) RS485 通信網(wǎng)路在工業(yè)中的應(yīng)用 7 通訊波特率 16MHz 4MHz 衰減體系數(shù)（ 1km) ≤ 42dB ≤ 22dB ≤ 4dB ≤ 在通訊電纜 中的純
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