485匯流排實踐要點

2021-10-14 15:33:34 字數 2006 閱讀 3230

根據485 匯流排結構理論,在理想環境的前提下,485 匯流排傳輸距離最遠可以達到1200 公尺。其條件是通訊線材優質達標,波特率為9600,只負載一台485 裝置,才能使得通訊距離達到1200 公尺,所以通常485 匯流排實際的穩定通訊距離往往達不到1200 公尺。如果負載485 裝置多,線材阻抗不合乎標準,線徑過細,轉換器品質不良,裝置防雷保護複雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距離。

我們在網上搜尋485的帶負載數量會發現有人說32個,有人說128個,還有人說256個因為位址是1byte 0-255。那到底是多少呢?其實不管是支援32個、128個、256個都沒有錯,但是這些都是理論值,實際負載多少個裝置,還要看rs485轉換器用什麼晶元,一般485 晶元負載能力有三個級別——32 臺、128 臺和256 臺。並和所用電纜的品質相關,節點越多、傳輸距離越遠、電磁環境越惡劣,對所選的電纜要求就越高。

rs-485的「節點數」主要是依「接收器輸入阻抗」而定;根據規定,標準rs-485介面的輸入阻抗為≥12kω,相應的標準驅動節點數為32個。為適應更多節點的通訊場合,有些晶元的輸入阻抗設計成1/2負載(≥24kω)、1/4負載(≥48kω)甚至1/8負載(≥96kω),相應的節點數可增加到64個、128個和256個。

rs485訊號以長距離、多使用者、抗(共模)干擾著稱。但在現實情況下,尤其是在安防、智慧型建築施工環境下情況截然不同。許多人都遇到過rs485線路干擾問題,當然最直觀的解釋就是沒有按照施工規範來做。但是一但按照繁複施工規範來做,對於目前的行業現狀(造價與技術人員素質)來講,都是比較有挑戰的。

對於強共模干擾。這種情況很像影象傳輸中所說的"地干擾"。由於接收裝置在不同地點,直接或間接接地,造成訊號線與"本裝置地"或"本裝置數字地"之間的交流(通常是50赫茲)訊號超標。表現為接收時有時無,甚至一直無法接收。更有甚者,收發相距一公尺便無法實現資料接收。消除共模干擾的手段包括採用電氣隔離方式進行通訊、採用遮蔽線進行通訊將遮蔽層作為通訊地線、由一點可靠接入大地等。

需要提一下的是485的差模干擾。485通訊線由兩根雙絞線組成,它是通過改變兩根通訊線之間的電壓差的方式來傳遞訊號的,因此稱之為差分電壓傳輸。差模干擾存在於兩根訊號線之間,屬於對稱性干擾。消除差模干擾的方法是在電路中增加偏置電阻,並使用雙絞線。

在485組網過程中另乙個需要注意的是終端負載電阻問題,在裝置少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網路能很好的工作但隨著距離的增加效能將降低。理論上,在每個接收資料訊號的中點進行取樣時,只要反射訊號在開始取樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際應用上難以掌握,美國美信(maxim)公司有篇文章提到一條經驗性的原則可以用來判斷在什麼樣的資料速率和電纜長度時需要進行匹配:當訊號的轉換時間(上公升或下降時間)超過電訊號沿匯流排單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。

一般終端匹配採用終端電阻方法,rs-485應在匯流排電纜的開始和末端都並接終端電阻。終端電阻在rs-485網路中取120ω。相當於電纜特性阻抗的電阻,因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100~120ω。這種匹配方法簡單有效,但有乙個缺點,匹配電阻要消耗較大功率,對於功耗限制比較嚴格的系統不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是rc匹配。利用乙隻電容c隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容c的取值是個難點,需要在功耗和匹配質量間進行折衷。還有一種採用二極體的匹配方法,這種方案雖未實現真正的「匹配」,但它利用二極體的鉗位作用能迅速削弱反射訊號,達到改善訊號質量的目的,節能效果顯著。

一般情況下不需要增加終端電阻,只有在485通訊距離超過300公尺的情況下,要在485通訊的開始端和結束端增加終端電阻。還需要注意的是當裝置數量較多時(一般超過22臺),一般不需要再加終端電阻,因為終端電阻會降低485匯流排的帶負載能力。

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