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原標題：RS-485通訊為什麼會產生信號反射？什麼場合下需要匹配終端電阻？S-485總線具有結構簡單、成本低等優點，但各位工程師在組建RS-485總線網絡時，為提升整個網絡通信的可靠性，想必會經常會遇到一個問題：需不需要加終端電阻呢？本文將為你解答。1、終端電阻的作用對于RS-485總線，終端電阻主要是為了匹配通信線的特性阻抗，防止信號反射，提高信號質量。在組建RS-485總線網絡時，通常使用特性阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線，由于RS-485收發器輸入阻抗一般較高（例如RSM485ECHT輸入阻抗為96kΩ，最多可連接256個節點），在信號傳輸到總線末端時會由于受到的瞬時阻抗發生突變（以RSM485ECHT為例，阻抗由120Ω變為96kΩ），導致信號發生反射，影響信號的質量。RSM485ECHT在1200m，500kbps通信速率的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如圖1和圖2所示，終端電阻明顯改善了信號的質量。圖1RSM485ECHT1200m500kbps不加終端電阻圖2RSM485ECHT1200m500kbps加終端電阻2、終端電阻帶來的問題終端電阻雖然可以提高信號質量，但還具有以下幾個問題：1）降低了驅動信號的幅值RS-485總線上的負載越大，RS-485收發器輸出差分電壓幅值越低，RSM485ECHT在5m，500kbps的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如圖3和圖4所示，可以看出驅動信號在增加終端電阻后降低了2V左右。圖3RSM485ECHT5m500kbps不加終端圖4RSM485ECHT5m500kbps加終端2）增大了通信線上的壓降增加終端電阻使通信線纜上的電流增大，產生了較大的壓差，降低了接收端的信號幅值。RSM485ECHT在1200m,115.2kbps首端和末端的信號波形如圖5和圖6所示（0.75mm2通信線），末端信號與首端信號相比下降了0.7V左右。圖5RSM485ECHT1200m115.2kbps加終端電阻首端波形圖6RSM485ECHT1200m115.2kbps加終端電阻末端波形3）增大了收發器的功耗增加終端電阻對于接收狀態時的工作電流影響不大，但會大大增加驅動狀態時的工作電流。以RSM485ECHT為例，RSM485ECHT處于接收狀態時工作電流為20mA左右，在驅動狀態不加終端電阻時工作電流為27mA左右，在驅動狀態加終端電阻時工作電流為83mA左右，可以看出終端電阻大大增加了RS-485收發器的功耗，對于有功耗要求的應用場合，應謹慎使用終端電阻。4）降低總線空閑時的差分電壓如圖7所示為兩個RSM485ECHT通信示意圖。圖7RSM485ECHT通信等效示意圖當兩個模塊都處于接收狀態時，可以根據基爾霍夫電流定律對節點A和節點B列出下列公式：其中：RPUD為RSM485ECHT內置上下拉電阻，120kΩ；R-IN為RSM485ECHT輸入阻抗，96kΩ；根據上述公式可以計算AB之間的差分電壓為：由于RSM485ECHT的門限電平為-200mV～-40mV,所以在上述情況下，模塊仍然輸出高電平，保證總線空閑時不會誤接收數據。但對于門限電平為-200mV～+200mV的RS-485收發器，輸出電平為不確定狀態，此時有可能誤接收數據。3、如何解決增加終端電阻后空閑狀態的問題？對于空閑狀態的問題有兩個解決方法：1）使用類似RSM485ECHT的模塊（門限電平為-200mV～-40mV），當RS-485總線的差分電壓大于-40mV時RS-485收發器的輸出即為高電平。2）使用RSM485PCHT或RSM485PHT等帶有輸出隔離電源的模塊，可以通過在外部增加較小的上下拉電阻將RS-485總線的空閑狀態時的電壓拉到+200mV以上（一般要留有100mV或200mV以上的裕量），保證空閑時RS-485總線差分電壓不處于門限電平范圍內，但上下拉電阻值不能太小，一般總線上拉（或下拉）并聯值要大于375Ω。4、什麼時候需要加終端電阻？1）通信速度低或者通信距離近的情況下建議不加終端電阻通信速度低或者通信距離近的情況下，信號反射對通信信號的影響不大，而且不加終端電阻可以大大降低功耗，并且通過加較大上下拉電阻值即可保證RS-485總線空閑時具有較高的差分電壓幅值，提高了通信的可靠性。2）通信距離較長且通信速度較快，對信號質量要求較高的情況此時可以增加終端電阻，防止阻抗突變引起的信號反射問題，提高信號質量，但應確保在總線空閑時總線的差分電壓不處于門限電平范圍內。3）對功耗有要求且通信距離較長的情況反射信號在總線上來回反彈，反射信號會逐漸消耗掉。對于串口通信，MCU一般在一個位的中間時間對信號進行采樣，由于低通信速度的情況下，每一個位的時間較長，所以在到達采樣點時反射信號已被消耗掉，對通信已無影響。RSM485ECHT在1200m9600bps不加終端電阻首端和末端的波形如圖8和圖9所示，可以看出反射信號在到達每一個位中間前就已經被消耗掉了。所以對RS-485的收發器的功耗有較高要求且通信距離較長的應用，應適當降低通信的速度。圖8RSM485ECHT1200m9600bps不加終端首端波形圖9RSM485ECHT1200m9600bps不加終端末端波形返回搜狐，查看更多責任編輯：

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