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三、上下拉电阻如何??？

假设?？榈氖涑龅缭吹缪筕¬O相同，由于RGND接在一起，因此可以认为?？槟诓康纳侠缱枋遣⒘谝黄鸬模朔奖憬馐?，对图2的电路进行整理，如图3所示，在?？橥獠吭黾由舷吕缱杩梢匝≡裰辉黾右蛔?，也可以选择在每个?？槎荚黾由舷吕缱?，为了解释方便，我们在485总线上增加一组上下拉电阻。

   

图3 ：RSM485PCHT通信等效电路图
 

 

其中：

RPU为?？槟诓可侠缱瑁琑PD为?？槟诓康南吕缱?，本例中为24kΩ；

RIN为模块接收器输入阻抗，本例取最小值为120kΩ；

RT为终端电阻，本例取120Ω；

RPU_EX为?？橥獠克拥纳侠缱?，RPD_EX为?？橥獠克拥南吕缱?；

 

由于RSM485PCHT的门限电平为-200mV～+200mV，一般留有100mV或200mV的电压裕量，本例留有100mV的电压裕量，根据前面所推导的差分电压公式，可以得到下面计算公式：

 

 

由于RSM485PCHT在供电电压范围为4.75V～5.25V，取VO=4.75V（最低输入电压VCC=4.75V情况下），可得：

 

 

由RPU=24kΩ，可得RPU_EX=RPD_EX=461.9Ω，由于计算出的电阻值为最大值，因此可以选择在485总线上仅加一组410Ω或390Ω的上下拉电阻，或者加两组910Ω上下拉电阻。

 

四、如何验证上下拉电阻取值？

上述计算仅考虑了485总线空闲状态时不处于不确定状态，并没有考虑485收发器的驱动能力和所用元器件的功耗等问题。外部所加上下拉电阻越小，可以将485总线空闲状态差分电压保持的越高，但与此同时，终端电阻和上下拉电阻的功耗也越大，对485收发器的驱动能力要求也越高，当超过485收发器的驱动能力时，也会导致通信失败。

 

根据RS-485标准，当接收器的输入阻抗为单位阻抗时（最小为12k）,总线上最多可以接32个节点，485的差分负载最大为54Ω，此时差分输出电压最小为1.5V。

 

图4 ：485总线连接32个节点等效示意图

 

如图4所示，我们可以看到当485总线上接有32个节点时，总线A或B的共模负载为：

 

 

 

由此可见，对于RS-485的标准来说，A总线或B总线的最大共模负载为375Ω。

 

图5 ：485总线增加终端电阻等效示意图

 

当增加终端电阻后，可以发现485总线的共模负载没有发生变化，但差模负载急剧减小，差模负载为：

 

 

因此当485总线的节点数达到最多以及增加终端电阻后，485总线的差模负载仍大于54Ω，根据RS-485的标准，差分输出电压最小为1.5V。

 

 

图6 ：RSM485PCHT 64个节点等效示意图

 

以RSM485PCHT为例说明增加上下拉电阻的情况，如图6所示，总线A或B的共模负载为：

 

 

实际测试上述情况，驱动输出的最小差分电压3.02V，这个电压远大于RS-485标准规定的最小差分输出电压1.5V。

 

图7 ：RSM485PCHT 64个节点增加终端电阻示意图

 

当在485总线上增加终端电阻时，可以看出总线A或B的共模负载并没有发生变化，而差分阻抗有了较大的变化，此时差模负载为：

 

 

计算出的差模负载要略大于RS-485标准规定的最大负载为54Ω，我们对RSM485PCHT进行实际测试，其输出差分电压1.58V，略大于标准规定的最小电压。

 

当差模负载为54Ω（485总线接两个120Ω终端电阻并且上拉电阻（下拉电阻）与收发器内阻的并联值为270Ω）时，RSM485PCHT的差分输出电压为1.52V（实测值），基本和RS-485标准相同。当差模负载为41.54Ω（485总线接两个120Ω终端电阻并且上拉电阻（下拉电阻）与收发器内阻的并联值为135Ω）时，RSM485PCHT的差分输出电压在1.17V左右(实测值)，在这种情况下可以通信。但485收发芯片手册中规定的最大差模负载通常为54Ω，即在485总线上增加两个120Ω后，上拉电阻（下拉电阻）与收发器输入阻抗的并联值应大于270Ω。同时为了保证稳定可靠通信，一般485总线的上拉电阻（下拉电阻）与收发器输入阻抗的并联值应大于375Ω。

 

五、总结

1.通信线应选用屏蔽双绞线，屏蔽层应单点接大地；

 

2.当我们没有遇到信号反射问题时，尽量不要使用终端电阻；

3.如果使用终端电阻，我们可以通过上下拉电阻调节485总线在空闲状态的电压值，保证不处于门限电平（-200mV～+200mV或-200mV～-40mV）范围内；

 

4.当我们增加上下拉电阻时，上拉电阻（下拉电阻）与收发器输入阻抗的并联值应大于375Ω。