保障通信正常，RS-485上下拉電阻要如何選擇？

　　其中：RPU為模塊內(nèi)部上拉電阻，RPD為模塊內(nèi)部的下拉電阻，本例中為24kΩ;

　　RIN為模塊接收器輸入阻抗，本例取最小值為120kΩ;

　　RT為終端電阻，本例取120Ω;

　　RPU_EX為模塊外部所加的上拉電阻，RPD_EX為模塊外部所加的下拉電阻;

　　由于RSM485PCHT的門(mén)限電平為-200mV～+200mV，一般留有100mV或200mV的電壓裕量，本例留有100mV的電壓裕量，根據(jù)前面所推導(dǎo)的差分電壓公式，可以得到下面計(jì)算公式

　　由于RSM485PCHT在供電電壓范圍為4.75V～5.25V，取VO=4.75V(最低輸入電壓VCC=4.75V情況下)，可得：

　　由RPU=24kΩ，可得RPU_EX=RPD_EX=461.9Ω，由于計(jì)算出的電阻值為最大值，因此可以選擇在485總線上僅加一組410Ω或390Ω的上下拉電阻，或者加兩組910Ω上下拉電阻。

　　3、 如何驗(yàn)證上下拉電阻取值?

　　上述計(jì)算僅考慮了485總線空閑狀態(tài)時(shí)不處于不確定狀態(tài)，并沒(méi)有考慮485收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)能力和所用元器件的功耗等問(wèn)題。外部所加上下拉電阻越小，可以將485總線空閑狀態(tài)差分電壓保持的越高，但與此同時(shí)，終端電阻和上下拉電阻的功耗也越大，對(duì)485收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)能力要求也越高，當(dāng)超過(guò)485收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致通信失敗。

　　根據(jù)RS-485標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)接收器的輸入阻抗為單位阻抗時(shí)(最小為12k)，總線上最多可以接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，485的差分負(fù)載最大為54Ω，此時(shí)差分輸出電壓最小為1.5V。

　　圖 4 485總線連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)等效示意圖

　　如圖 4所示，我們可以看到當(dāng)485總線上接有32個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，總線A或B的共模負(fù)載為：

　　由此可見(jiàn)，對(duì)于RS-485的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，A總線或B總線的最大共模負(fù)載為375Ω。

　　圖 5 485總線增加終端電阻等效示意圖

　　當(dāng)增加終端電阻后，可以發(fā)現(xiàn)485總線的共模負(fù)載沒(méi)有發(fā)生變化，但差模負(fù)載急劇減小，差模負(fù)載為

　　因此當(dāng)485總線的節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到最多以及增加終端電阻后，485總線的差模負(fù)載仍大于54Ω，根據(jù)RS-485的標(biāo)準(zhǔn)，差分輸出電壓最小為1.5V。

　　圖 6 RSM485PCHT 64個(gè)節(jié)點(diǎn)等效示意圖

　　以RSM485PCHT為例說(shuō)明增加上下拉電阻的情況，如圖 6所示，總線A或B的共模負(fù)載為：

　　實(shí)際測(cè)試上述情況，驅(qū)動(dòng)輸出的最小差分電壓3.02V，這個(gè)電壓遠(yuǎn)大于RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小差分輸出電壓1.5V。

　　圖 7 RSM485PCHT 64個(gè)節(jié)點(diǎn)增加終端電阻示意圖

　　當(dāng)在485總線上增加終端電阻時(shí)，可以看出總線A或B的共模負(fù)載并沒(méi)有發(fā)生變化，而差分阻抗有了較大的變化，此時(shí)差模負(fù)載為：

　　計(jì)算出的差模負(fù)載要略大于RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大負(fù)載為54Ω，我們對(duì)RSM485PCHT進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，其輸出差分電壓1.58V，略大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小電壓。

　　當(dāng)差模負(fù)載為54Ω(485總線接兩個(gè)120Ω終端電阻并且上拉電阻(下拉電阻)與收發(fā)器內(nèi)阻的并聯(lián)值為270Ω)時(shí)，RSM485PCHT的差分輸出電壓為1.52V(實(shí)測(cè)值)，基本和RS-485標(biāo)準(zhǔn)相同。當(dāng)差模負(fù)載為41.54Ω(485總線接兩個(gè)120Ω終端電阻并且上拉電阻(下拉電阻)與收發(fā)器內(nèi)阻的并聯(lián)值為135Ω)時(shí)，RSM485PCHT的差分輸出電壓在1.17V左右(實(shí)測(cè)值)，在這種情況下可以通信。但485收發(fā)芯片手冊(cè)中規(guī)定的最大差模負(fù)載通常為54Ω，即在485總線上增加兩個(gè)120Ω后，上拉電阻(下拉電阻)與收發(fā)器輸入阻抗的并聯(lián)值應(yīng)大于270Ω。同時(shí)為了保證穩(wěn)定可靠通信，一般485總線的上拉電阻(下拉電阻)與收發(fā)器輸入阻抗的并聯(lián)值應(yīng)大于375Ω。

　　4、 總結(jié)

　　1) 通信線應(yīng)選用屏蔽雙絞線，屏蔽層應(yīng)單點(diǎn)接大地;

　　2) 當(dāng)我們沒(méi)有遇到信號(hào)反射問(wèn)題時(shí)，盡量不要使用終端電阻;

　　3) 如果使用終端電阻，我們可以通過(guò)上下拉電阻調(diào)節(jié)485總線在空閑狀態(tài)的電壓值，保證不處于門(mén)限電平(-200mV～+200mV或-200mV～-40mV)范圍內(nèi);

　　4)當(dāng)我們?cè)黾由舷吕娮钑r(shí)，上拉電阻(下拉電阻)與收發(fā)器輸入阻抗的并聯(lián)值應(yīng)大于375Ω。