信號鏈基礎(chǔ)知識RS-485：總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動能力

　　越來越多的人在問關(guān)于 EIA/TIA-485（俗稱 RS-485 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)）基本概念的一些問題，這一事實(shí)表明未來數(shù)年 RS-485 仍會在各種工業(yè)接口中起到舉足輕重的作用。

　　本文中，我們將為您解答許多常見和最新的問題，例如：

　　1）RS-485 收發(fā)器可以驅(qū)動多大的總線電流？

　　2）可以驅(qū)動 32 以上單位負(fù)載嗎？

　　要回答第一個(gè)問題，我們需要研究圖 1 所示典型 RS-485 數(shù)據(jù)鏈路。我們看到，除驅(qū)動通過端接電阻器的差分電流以外，驅(qū)動器還必須驅(qū)動通過許多接收機(jī)輸入阻抗的電流，以及通過位于總線上的故障保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的電流。這些阻抗在差分信號線路和接地之間形成電流通路，同時(shí)影響了 A 和 B 信號線的電流，且影響程度相同。因此，可以將它們表示為共模阻抗 RCM。

　　圖 1 典型 RS-485 數(shù)據(jù)鏈路

　　為了對最大共模負(fù)載進(jìn)行定義，RS-485 使用了一個(gè)單位負(fù)載的理論概念，其定義了一個(gè) 12kΩ 共模負(fù)載電阻。這樣一來，一個(gè)單位負(fù)載 (1UL) 收發(fā)器便代表在每個(gè)接地相關(guān)總線端有一個(gè)RINEQ = 12 kΩ 的等效輸入電阻。

　　RS-485 規(guī)定一個(gè)收發(fā)器必須能夠驅(qū)動高達(dá) 32 單位負(fù)載的總共模負(fù)載，同時(shí)能夠給 RD = 60Ω 差分電阻提供 VOD = 1.5 V 的差分輸出電壓。另外，該標(biāo)準(zhǔn)還要求在 VCM = –7 V 到 +12 V 共模電壓范圍保持這種驅(qū)動能力，以便允許驅(qū)動器和接收機(jī)接地之間的大接地電位差，其一般會出現(xiàn)在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)鏈路中。

　　60 Ω 差分電阻代表兩個(gè)并聯(lián) 120 Ω 端接電阻器的電阻值，而 32 單位負(fù)載得到的總共模負(fù)載電阻為 RCM = 12 kΩ / 32 = 375 Ω。共模負(fù)載條件下收發(fā)器驅(qū)動能力測試的相應(yīng)測試電路也指定為 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)，其如圖 2 所示。

　　圖 2 共模負(fù)載的驅(qū)動器測試電路

　　假設(shè)非反相驅(qū)動器輸出 A 具有更高的正總線電壓，則其電流計(jì)算方法為：

　　而反相輸出 B 的電流計(jì)算方法如下：

　　由于數(shù)據(jù)傳輸期間 A 和 B 輸出不斷改變極性，因此最好是使用一些通用術(shù)語來表示輸出電流方程式。所以，更多正輸出（或者高輸出）必須拉出電流：