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三极管的作用

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在每个接收数据 信号的中点进行采样时

发布时间:2019-04-15

  高频信号传输时,信号波长相对传输线较短,信号在传输线终端会形成反射波,干扰原信号,所以需要在传输线末端加终端电阻,使信号到达传输线末端后不反射。对于低频信号则不用。在长线信号传输时,一般为了避免信号的反射和回波,也需要在接收端接入终端匹配电阻。

  在RS485组网过程中另一个需要主意的问题是终端负载电阻问题,在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握,美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线倍以上时就可以不加匹配。

  一般终端匹配采用终端电阻方法, RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120。相当于电缆特性阻抗的电阻,因为大多数双绞线。这种匹配方法简单有效,但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法,这种方案虽未实现真正的“匹配”,但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号,达到改善信号质量的目的,节能效果显著。

  一般情况下不需要增加终端电阻,只有在485通信距离超过300米的情况下,要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。

  终端电阻在通信中的作用是为了消除在通信电缆中的信号反射。然而在通信过程中,有两种原因因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。

  1.阻抗不连续:信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就会引 起反射。这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大 小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。

  2.阻抗不匹配:引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。在高频电路中,当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征 阻抗跟负载阻抗不匹配时,在负载端就会产生反射。这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路处在空闲方式时,整个网络数据混乱。

  要减弱反射信号对通讯线路的影响,通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中,对于比较小的反射信号,为简单方便,经常采用加偏置电阻的方法。

  1.RS-485需要2个终接电阻,接在传输总线的两端,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。

  2.为了抑制干扰,RS485总线常在最后一台设备之后接入一个120欧的电阻(即为上面所述)。

  在485总线总线的传输距离超过一定的长度时,485总线的抗干扰能力就会出现下降,在这种情况下,就要在485总线欧姆的终端匹配电阻,以保证485总线的稳定性。

  终端匹配电阻的正确接法是在每个485总线欧姆的终端电阻,电阻接在485总线的正负之间。如图示:

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