rs-485接口電路完全指南-在線(xiàn)瀏覽
2025-05-19 23:07本頁(yè)面
【正文】 同一RS485通訊總線(xiàn)上的驅(qū)動(dòng)器和接收器，其最大數(shù)量取決于它們的負(fù)載特性。RS485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一根傳輸總線(xiàn)上最多可以?huà)旖?2個(gè)單位負(fù)載。單位負(fù)載可能由驅(qū)動(dòng)器、接收器和失效保護(hù)電阻組成，但不包括AC終端匹配電阻。因?yàn)檫@款設(shè)備將驅(qū)動(dòng)器和接收器集成到一起構(gòu)成了收發(fā)器(即驅(qū)動(dòng)器輸出和接收器輸入連接到了同一根總線(xiàn)上)，因此很難分別獲取驅(qū)動(dòng)器泄漏電流和接收器輸入電流。這可以代表一個(gè)單位負(fù)載，一跟傳輸總線(xiàn)上允許32個(gè)這樣的負(fù)載。一個(gè)有用的常識(shí)是：在最大信號(hào)速率(單位：Hz)通訊的條件下，允許信號(hào)衰減6dB。圖3所示的曲線(xiàn)顯示了24AWG電纜衰減和頻率的關(guān)系。圖4顯示使用20AWG雙絞線(xiàn)電纜500米處、不同信號(hào)速率下，接收端的信號(hào)失真情況。在1Mbit/s時(shí)，抖動(dòng)大約為5%，信號(hào)開(kāi)始徹底被淹沒(méi)，傳輸質(zhì)量嚴(yán)重降級(jí)。和其它任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，必須習(xí)慣性的考慮故障應(yīng)對(duì)措施，不論這些故障是自然產(chǎn)生還是因環(huán)境誘導(dǎo)產(chǎn)生。RS485提供的差分傳輸機(jī)制，特別是寬共模電壓范圍，使得RS485對(duì)噪聲具有一定的免疫力。有幾種方法可以提供保護(hù)，最有效的方法是通過(guò)電流隔離，后面會(huì)討論這個(gè)方法。更流行并且比較便宜的方案是使用二極管保護(hù)。外接二極管和內(nèi)部集成瞬態(tài)保護(hù)二極管的例子如下圖所示：圖5所示RS485收發(fā)器SN75LBC176外接二極管來(lái)防止瞬態(tài)毛刺。圖6所示內(nèi)部集成瞬態(tài)抑制二極管的RS485收發(fā)器SN75LBC184，用于既希望使用完整RS485功能，PCB空間又受限的場(chǎng)合。許多RS485應(yīng)用也要求提供失效保護(hù)，失效保護(hù)對(duì)于應(yīng)用層是很有用的，需要仔細(xì)考慮并充分理解。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器處于空閑狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出高阻態(tài)。這可能會(huì)造成接收器被錯(cuò)誤地觸發(fā)為高電平或低電平(取決于環(huán)境噪聲和線(xiàn)路浮空前最后一次電平極性)。在接收器前面需要有相關(guān)電路，將這種不確定狀態(tài)變成已知的、預(yù)先約定好的電平，這稱(chēng)之為失效保護(hù)。有很多方法可以實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)，包括增加硬件電路和使用軟件協(xié)議。但是因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、硬件設(shè)計(jì)師更喜歡使用硬件實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)，增加硬件電路實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)更經(jīng)常被使用。如果通訊線(xiàn)所處環(huán)境非常惡劣，則線(xiàn)路終端匹配也是必須的。通常這些額外的電路只是在接收器同相輸入端增加一個(gè)大阻值上拉電阻、在接收器反相端增加一個(gè)大阻值下拉電阻。因此，這個(gè)電壓(接收器臨界電壓)并不足以切換接收器狀態(tài)。圖7給出了一些RS485接口通用外置失效保護(hù)電路，每個(gè)電路都盡力維持接收器輸入端電壓不小于最小臨界值并在一個(gè)或多個(gè)故障條件(開(kāi)路、空閑、短路)下，維持一個(gè)已知的邏輯狀態(tài)。這里假設(shè)每個(gè)接收器代表1個(gè)單位負(fù)載。在下一節(jié)中，會(huì)通過(guò)對(duì)短路失效電路中的電阻值計(jì)算，來(lái)說(shuō)明如何修改這些電阻值以便適用于特定設(shè)計(jì)。當(dāng)電
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