ZHCAC45C march 2023 – june 2023 THVD1424 , THVD1454
1 典型的 RS-485 網(wǎng)絡(luò)和端接需求
圖 1-1 和圖 1-2 分別展示了采用半雙工或全雙工配置的典型 RS-485 網(wǎng)絡(luò)。在這些拓撲結(jié)構(gòu)中，所使用的驅(qū)動器、接收器和收發(fā)器通過網(wǎng)絡(luò)殘樁接至主電纜干線。殘樁是收發(fā)器和電纜干線之間的電氣距離，實質(zhì)上代表了一段非端接的總線線路。
圖 1-1 全雙工網(wǎng)絡(luò)
圖 1-2 半雙工網(wǎng)絡(luò)全雙工實現(xiàn)需要兩個信號對（四根電線），以及具有用于發(fā)送器和接收器的單獨總線訪問線路的全雙工收發(fā)器。全雙工網(wǎng)絡(luò)允許節(jié)點在一個對上發(fā)送數(shù)據(jù)，同時在另一個對上接收數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)較高的有效吞吐量。在半雙工網(wǎng)絡(luò)中，僅使用一對信號，并要求在不同的時間驅(qū)動和接收數(shù)據(jù)。這種配置降低了網(wǎng)絡(luò)布線成本（與全雙工網(wǎng)絡(luò)相比），但代價是吞吐量下降。
市場上的大多數(shù) RS-485 收發(fā)器為半雙工或全雙工，這意味著器件采用不同的引腳排列和封裝。這是系統(tǒng)設(shè)計人員為其半雙工和全雙工設(shè)計平臺選擇不同器件時面臨的第一個問題。
電信號通過銅纜（物理介質(zhì)）從驅(qū)動器傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上的所有接收器。驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)時，驅(qū)動器 (TX) 輸出阻抗較低，而接收器 (RX) 輸入阻抗通常以千歐姆 (kΩ) 為單位。如下圖所示，每次信號遇到阻抗失配時，例如中間節(jié)點（A 點和 B 點處）或接收器輸入端子（節(jié)點 n 處）的殘樁，都會反射回一定量的信號，這會干擾總線上的信號，從而降低信號質(zhì)量。反射因數(shù) (r) 由方程式 1 求出。
其中 Zt 是端接阻抗，Zo 是電纜特性阻抗
根據(jù)傳輸線路理論，阻抗失配不連續(xù)性必須受到限制，才能盡可能地減少反射，這一點至關(guān)重要。為了實現(xiàn)這一點，建議的設(shè)計做法是將殘樁長度保持最短并端接最遠的節(jié)點。如果信號可以雙向傳輸，則需要正確端接網(wǎng)絡(luò)的兩個遠端。
圖 1-3 RS-485 網(wǎng)絡(luò)中的信號反射現(xiàn)象總線端接是提高信號質(zhì)量的有效方法。如圖 1-1 和圖 1-2 所示，通常兩個終端節(jié)點都使用端接電阻器進行端接，其值與傳輸電纜的特性阻抗相匹配。在樓宇自動化（HVAC、恒溫器等）等某些應(yīng)用中，可以在 RS-485 網(wǎng)絡(luò)中添加或移除節(jié)點以重新配置網(wǎng)絡(luò)。這就引出了系統(tǒng)設(shè)計人員面臨的第二和第三個問題：終端節(jié)點的應(yīng)用板設(shè)計必須不同于中間節(jié)點的應(yīng)用板設(shè)計，并且技術(shù)人員需要手動干預(yù)以重新配置網(wǎng)絡(luò)中的終端，這容易出現(xiàn)人為錯誤，例如電纜極性反轉(zhuǎn)、不正確的端接等。