RS-485總線簡述(四)

部偏置電阻計算

一、單位負載

RS-485標準規(guī)定一個驅(qū)動器必須能夠通過兩個120Ω終端電阻并聯(lián)最多32個單位負載驅(qū)動一個最小的1.5V差分信號;

通過在一個總線引腳上將輸入電壓從-7V掃到12V，另一個總線引腳保持接地，然后測量輸入漏電電流，來確定單位負載參數(shù);

標準中的-7V和12V的界限是為了允許驅(qū)動器輸出和接收器之間有高達±7V的地電勢差(GPD)，驅(qū)動器的輸出電壓在GND和5V之間變化，因此，-7V代表接收器是通過驅(qū)動器以-7V的GPD驅(qū)動總線的低電平; 而12V代表接收器是通過驅(qū)動器以7V的GPD驅(qū)動總線的高電平;

一個單位負載相當于12V時的1mA輸入漏電流，這個負載代表一個相對于地的單端負載，一個簡單的方法是，單位負載相當于從A或B總線引腳到地的12KΩ電阻。

部分RS-485接收器額定具有1/4或1/8單位負載，這意味著可以掛載更多數(shù)量的連接器，有關單位負載和接收器輸入阻抗對應關系如下所示：

測試電路：

二、外部電阻計算

對于小于100米的短網(wǎng)絡應用中，在總線一端提供偏置電路即可，如圖所示

上下拉電阻RB為總線提供空閑狀態(tài)時的偏置電壓，為了簡化，如下圖

REQ代表連接到總線的所有收發(fā)器的等效輸入電阻，RT1和RT2為終端電阻;

在推到處計算電阻值的方程式之前，我們要確定線路終端和共模負載必須滿足的條件：

2.1沒有偏置網(wǎng)絡的電纜端用RT1端接，其值應與電纜的特性阻抗Zo相等

2.2在有偏置電阻這端，等效電阻必須匹配線纜阻抗Zo

2.3RS-485規(guī)定了最大的共模負載，符合標準的收發(fā)器必須能夠驅(qū)動32個單位負載UL，一個單位負載為12KΩ，因此32個UL的總共模負載為RCM=375Ω; 由于偏置電阻除了等效收發(fā)器輸入阻抗還存在共模負載，因此RB和REQ組合必須大于或等于RCM，即：

推導過程如下，根據(jù)節(jié)點電流

再根據(jù)上述1、2、3的要求：

舉例說明：

Zo=120Ω，最小供電電壓為4.75V(5V供電，紋波5%)Vab=300mV(按照200mV+100mV噪聲裕量設計)

選擇標準電阻RB=470Ω

選擇標準電阻RT2 = 138Ω

由于外部電阻會帶來額外的共模負載，因此有必要確定收發(fā)器單元負載的最大數(shù)量nul，它可以在不低于RCM=375Ω的情況下加載到總線;

nul是一個單位負載與收發(fā)器的輸入阻抗之比：N=12KΩ/REQ

則：

根據(jù)上述計算RB=470Ω,則

若收發(fā)器的輸入阻抗為1/8UL，可以接6.4/1/8 = 51個