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1、關(guān)于RS485偏置電阻和匹配電阻的說(shuō)明匹配電阻：對(duì)于雙絞線組成的RS485網(wǎng)絡(luò)，匹配電阻有兩個(gè)，分別位于雙絞線的兩端。這兩個(gè)匹配電阻只為消除由于傳輸線即雙絞線特性阻抗不連續(xù)而帶來(lái)的反射信號(hào)。關(guān)于反射信號(hào)的知識(shí)如下：特征阻抗（也有人稱特性阻抗），它是在甚高頻、超高頻范圍內(nèi)的概念，它不是直流電阻。屬于長(zhǎng)線傳輸中的概念。在信號(hào)的傳輸過(guò)程中，在信號(hào)沿到達(dá)的地方，信號(hào)線和參考平面（電源平面或地平面）之間由于電場(chǎng)的建立，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的電流，如果傳輸線是各向同性的，那么只要信號(hào)在傳輸，就會(huì)始終存在一個(gè)電流I，而如果信號(hào)的輸出電平為V，則在信號(hào)傳輸過(guò)程中（注意是傳
2、輸過(guò)程中），傳輸線就會(huì)等效成一個(gè)電阻，大小為V/I，我們把這個(gè)等效的電阻稱為傳輸線的特征阻抗（characteristicImpedance)Z。要格外注意的是，這個(gè)特征阻抗是對(duì)交流（AC）信號(hào)而言的，對(duì)直流（DC）信號(hào)，傳輸線的電阻并不是Z，而是遠(yuǎn)小于這個(gè)值。信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，如果傳輸路徑上的特征阻抗發(fā)生變化，信號(hào)就會(huì)在阻抗不連續(xù)的結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反射。傳輸線的基本特性是特性阻抗和信號(hào)的傳輸延遲，在這里，我們主要討論特性阻抗。傳輸線是一個(gè)分布參數(shù)系統(tǒng)，它的每一段都具有分布電容、電感和電阻。傳輸線的分布參數(shù)通常用單位長(zhǎng)度的電感L和單位長(zhǎng)度的電容C以及單位長(zhǎng)度
3、上的電阻、電導(dǎo)來(lái)表示，它們主要由傳輸線的幾何結(jié)構(gòu)和絕緣介質(zhì)的特性所決定的。分布的電容、電感和電阻是傳輸線本身固有的參數(shù)，給定某一種傳輸線，這些參數(shù)的值也就確定了，這些參數(shù)反映著傳輸線的內(nèi)在因素，它們的存在決定著傳輸線的一系列重要特性。一個(gè)傳輸線的微分線段可以用等效電路描述如下：傳輸線的等效電路是由無(wú)數(shù)個(gè)微分線段的等效電路串聯(lián)而成，如下圖所示：從傳輸線的等效電路可知，每一小段線的阻抗都是相等的。傳輸線的特性阻抗就是微分線段的特性阻抗。傳輸線可等效為：Z0就是傳輸線的特性阻抗。（ZJJ:利用ZS+(Z0*ZP)/(Z0+ZP)=Z0計(jì)算出Z0的過(guò)程實(shí)際上是
4、解了一個(gè)一元二次方程：X=-B+SQR(B*B-4AC)）一旦在雙絞線兩端接入匹配電阻（匹配電阻的阻值等于雙絞線的特性阻抗，而雙絞線的特性阻抗是由生產(chǎn)廠商提供的），則由內(nèi)向該端頭看去好像雙絞線并沒(méi)有中斷，即該雙絞線呈現(xiàn)出無(wú)限長(zhǎng)的假象，理論上講這就從根本上解決了特性阻抗不連續(xù)的問(wèn)題，從而解決了反射信號(hào)的問(wèn)題。匹配電阻由內(nèi)向端頭看雙絞線的一端偏置電阻：與三極管的偏置電阻一樣，這里的偏置電阻是為了將空閑狀態(tài)的總線電平拉離0電平，更準(zhǔn)確的說(shuō)，偏置電阻是為了將總線的空閑電平拉高到可以在反射信號(hào)最強(qiáng)的情況下仍能保持高電平的狀態(tài)。添加偏置電阻的解釋如下：對(duì)于不包含故
5、障保護(hù)的芯片，比如SN75176B等，當(dāng)作為接收器時(shí)，如果RS485總線處于空閑狀態(tài)，則總線電平處在-200mv~+200mv之間，這時(shí)接收器的輸出狀態(tài)不定，如果接收器輸出0，則對(duì)于處理器而言，意味著一個(gè)字符幀的開(kāi)始，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)混亂，出現(xiàn)錯(cuò)誤。當(dāng)然，對(duì)于集成有故障保護(hù)的芯片而言，比如max3080~max3090，如果總線處于空閑狀態(tài)時(shí)（即處于高電平限和低電平限之間時(shí)），則接收器的輸出為高電平，這就保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。偏置電阻選擇標(biāo)準(zhǔn)：a）需要考慮具體電路的反射信號(hào)強(qiáng)度，反射信號(hào)跟具體的電路有關(guān)，沒(méi)有參數(shù)可尋。盡管我們加入了匹配電阻，但是反射依然不可避
6、免的會(huì)存在，因此反射信號(hào)強(qiáng)度是應(yīng)當(dāng)考慮的，但是由于反射信號(hào)強(qiáng)度與具體網(wǎng)絡(luò)連接有關(guān)，因此通常我們可以采用大概數(shù)值，詳見(jiàn)下面解釋。b）滯回電壓，在混入反射信號(hào)后，經(jīng)過(guò)偏置電阻的偏置作用空閑狀態(tài)的總線差分電壓需要高于該滯回電壓，只有這樣才能讓接收器避免進(jìn)入不定狀態(tài)。滯回電壓可以在datasheet中查到，比如SN75176B的滯回電壓是50mv。200mv50mvVA-BROHLSN75176B接收器高電平的滯回曲線通過(guò)上面a，b兩點(diǎn)，我們可以看出，當(dāng)接收器處于空閑狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過(guò)偏置后，即使摻雜最高的反射信號(hào)，對(duì)于接收器而言，總線電平依然要高于滯回電壓，這是我
7、們選擇偏置電阻的基本要求和出發(fā)點(diǎn)。但是，a中也提到反射信號(hào)在不同的網(wǎng)絡(luò)中都有不同，網(wǎng)絡(luò)的變動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致反射信號(hào)的變化，因此，工程中我們對(duì)于a和b中提到的要求做以下處理：偏置電阻需要將空閑總線電平帶到將接收器置1的電平水平。分析如下：比如對(duì)于SN75176B，接收器的置1差分電壓是200mv，那就需要偏置電阻將空閑總線電平帶到200mv，又由于SN75176B的滯回電壓是50mv，因此這里我們假設(shè)了最強(qiáng)反射信號(hào)造成的電位降低為200-50=150mv。從這個(gè)分析我們能看出，我們用200mv的接收器置1電壓粗略包含了反射信號(hào)和滯回電壓，即a和b中的要求。當(dāng)然
8、，為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，可以將空閑總線電平偏置到略微高于接收器的置1差分電壓，比如對(duì)于SN75176B
