RS485 上下拉匹配电阻问题

liuxiang5119

RS485 上下拉匹配电阻问题 [复制链接]

 

现在有三个485设备 ，从设备上匹配电阻上下拉4.7K 终端电阻120R  距离不超过1米,  主设备这边上下拉同从设备一样 上下拉4.7K 终端电阻120R；
查资料是这样说，匹配电阻目的是保证总线空闲状态下，终端电阻200mV压降，实际测量根本没有，也就20mV左右
手上有一条力特的USB转485的线，不接其他设备的情况下测试AB间压差是200mV ,这种才应该是正常状态吧
从设备的终端电阻拆取困难，现在通讯倒是没有问题，但是这个长期用会不会有问题，

chunyang

有没有200mV的静态偏置，由偏置电阻和终端电阻的阻值决定，需要用欧姆定律计算，不是你随便取个值就有。偏置电阻是为了防止总线浮空时因干扰导致产生不必要的伪数据，虽然可以通过适当的软件方法避免伪数据的影响，但在网络规模较大时，错误的通迅发起容易导致很多问题，所以200mV的静态偏置很有必要。就你的应用而言，如果总线只有不到1米，节点数又很少，那确实没必要加偏置，连终端电阻都没必要。

qwqwqw2088

一般在300米以下不需终接电阻
在RS-485网络中取120Ω。
长期使用应该不会有什么问题

topwon

关键还有一个问题，你有多个设备在一条总线上，而每个设备都有加上下拉和匹配电阻，这些电阻相当于并联使用，那么对负载的影响就比较大了。一般长线高速率才要加匹配电阻，因为这个电阻并联多了有副作用会减小信号幅度（减小了AB间的阻值，而485芯片的输出驱动电流是有限制的）。

topwon

查资料是这样说，匹配电阻目的是保证总线空闲状态下，终端电阻200mV压降
-----这个是上下拉偏置电阻的作用。匹配电阻只是用于减小反射信号的干扰。
根据你的设计计算，总线挂了3个设备，用了4700欧的上下拉，芯片供电是3.3V，然后AB间又有3个120欧并联，我计算出idle下的AB压差的确是20.88mV，而且AB口的驱动电流也有超标的风险，达到77mA左右（485规定驱动能力大于53mA，一般芯片好像也就100mA左右）
如果改成2个120欧匹配电阻，Vab是41.4mV，驱动电流是39mA。
如果进一步，把上下拉改成1500欧，Vab应该是126mV左右，驱动电流是38mA。
当上下拉改小到680欧时，Vab才能达到266mV（一般设计门限按照250mV，以便留一定余量），驱动电流36mA。但是要注意，如果你的设备加多的话，驱动电流就会上升，比如5个设备，驱动电流就达到60mA了，就有一定的风险，要看你具体使用的485驱动芯片的参数是否能承受。

liuxiang5119

刚测试了下   实际我这个使用是3个485设备  每个设备上都有120R终端电阻 偏置电阻4.7K 测试波形如下  数据传输波形  第二张图是电脑直接链接一个485测试的

liuxiang5119

chunyang 发表于 2019-5-16 11:38
有没有200mV的静态偏置，由偏置电阻和终端电阻的阻值决定，需要用欧姆定律计算，不是你随便取个值就有。偏 ...

现在是我主板是自己做的  可以把主板的终端电阻 偏置电阻都拆除 待会测试下波形 从设备拆除困难  已经安装到设备内部  

liuxiang5119

topwon 发表于 2019-5-16 14:44
查资料是这样说，匹配电阻目的是保证总线空闲状态下，终端电阻200mV压降
-----这个是上下拉偏置电阻的作用 ...

您说的太详细了  
刚测试过波形，主板直接接电脑，电脑端是USB转485，拆开看了，只有上下拉电阻4.7K，没有终端电阻，主板这边同样是上下拉电阻4.7K，终端电阻不要，从波形可以看出来，空闲状态下有200mV压差，数据传输没问题，但是如果把120R接上，那么这个200mV的压差就没有   图片上传还得审核  o(╯□╰)o

liuxiang5119

实际使用的情况是  三组RS485设备 终端120R 偏置4.7K     
测试波形：
1、空闲状态，没有200mv压差，实际也就20mV左右；
2、数据传输，AB幅值 4.4V 左右 数据传输正常
问题是，在该状态下，长期使用会不会有问题

liuxiang5119

实际使用波形，三组终端120+偏置4.7K

liuxiang5119

topwon 发表于 2019-5-16 14:19
关键还有一个问题，你有多个设备在一条总线上，而每个设备都有加上下拉和匹配电阻，这些电阻相当于并联使用 ...

是啊  偏置我倒是觉着还好  关键是那个终端电阻120R   三组并联下来  不理解从设备为何要这样设计 而且还是一台设备内部通讯   拆除又困难

liuxiang5119

这个是主板链接电脑usb口测试的波形 空闲下有200mV压差 AB之间的波形

topwon

liuxiang5119 发表于 2019-5-16 14:57
实际使用的情况是  三组RS485设备 终端120R 偏置4.7K     
测试波形：
1、空闲状态，没有200mv压差，实际 ...

空闲状态，没有200mv压差，实际也就20mV左右
-----这个就是中间灰色地带电平的风险，芯片有可能判断为0，有可能判断为1，看你软件的容错设计怎样了。

数据传输，AB幅值 4.4V 左右 数据传输正常
------我觉得这里的风险就是驱动电流是否会超过芯片的设计了。自己估算大约是77mA的样子（考虑存在最大共模电压-7V~12V的情况）。

你如果是1个主机+2个从机的架构，只去掉主机的120欧，主机用5V的485驱动的话，可以把主机的偏置电阻改成560欧试试。主机用3.3V的485驱动的话，可以考虑把主机的偏置电阻改成360欧试试。这样idle时的Vab应该都可以到250mV以上了，不过如果再加多设备就不行了。

liuxiang5119

topwon 发表于 2019-5-16 15:58
空闲状态，没有200mv压差，实际也就20mV左右
-----这个就是中间灰色地带电平的风险，芯片有可能判断为0 ...

偏置电阻那个可以调节  另外问下  这里这个驱动电流是如何计算的  

topwon

我是根据这个电路模型计算的，算得也不一定对。

liuxiang5119

电流应该足够  在485线上有串联一个100R的电阻   造成的结果就是驱动电流变小了  不过我总共三个485设备  所以影响不大

topwon

485芯片的驱动电流输出能力是有限制的，规范好像是要求大于53mA，实际芯片会大于这个值，但是大到多少就不一定了，很多芯片规格书上也没有标明这个参数。

阿文啊

多谢啊，学习啦

zhuyebb

谢谢楼主，支持分享

chunyang

liuxiang5119 发表于 2019-5-16 14:50
现在是我主板是自己做的  可以把主板的终端电阻 偏置电阻都拆除 待会测试下波形 从设备拆除困难  已经安 ...

终端电阻只能设置于总线两端，工艺上应为外接，不能在PCB上直接安装，那会给生产管理带来巨大的麻烦，属于设计人员的重大不负责任。