RS-485上下拉電阻竟然可以這樣選擇

RS-485總線廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)遇到是否需要加上下拉電阻以及加多大的電阻合適的問(wèn)題，下面我們將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1、為什么需要加上下拉電阻？

1.當(dāng)485總線差分電壓大于+200mV時(shí)，485收發(fā)器輸出高電平；

2.當(dāng)485總線差分電壓小于-200mV時(shí)，485收發(fā)器輸出低電平；

3.當(dāng)485總線上的電壓在-200mV～+200mV時(shí)，485收發(fā)器可能輸出高電平也可能輸出低電平。但一般總處于一種電平狀態(tài)，若485收發(fā)器的輸出低電平，這對(duì)于UART通信來(lái)說(shuō)是一個(gè)起始位，此時(shí)通信會(huì)不正常。

當(dāng)485總線處于開(kāi)路（485收發(fā)器與總線斷開(kāi)）或者空閑狀態(tài)（485收發(fā)器全部處于接收狀態(tài)，總線沒(méi)有收發(fā)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)）時(shí)，485總線的差分電壓基本為0，此時(shí)總線就處于一個(gè)不確定的狀態(tài)。同時(shí)由于目前485芯片為了提高總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)，輸入阻抗設(shè)計(jì)的比較高，例如輸入阻抗為1/4單位阻抗或者1/8單位阻抗(單位阻抗為12kΩ，1/4單位阻抗為48kΩ)，在管腳懸空時(shí)容易受到電磁干擾。

因此為了防止485總線出現(xiàn)上述情況，通常在485總線上增加上下拉電阻（通常A接上拉電阻，B總線下拉電阻）。若使用隔離RS-485收發(fā)模塊（例如RSM485PCHT），由于模塊內(nèi)部具有上下拉電阻（對(duì)于RSM485PCHT，內(nèi)部上下拉電阻為24kΩ）,因此在模塊外部一般不需要增加上下拉電阻。

2、什么情況下需要加上下拉電阻？

當(dāng)遇到信號(hào)反射問(wèn)題時(shí)，通常會(huì)通過(guò)增加匹配電阻來(lái)避免信號(hào)反射，以1對(duì)1通信為例，如圖1所示。由于485總線通常使用特性阻抗為120Ω的雙絞線，因此在485總線的首尾兩端增加120Ω終端電阻來(lái)避免信號(hào)反射問(wèn)題。

根據(jù)RSM485PCHT的具體參數(shù)（如表1）可以得到如圖2所示等效電路，其中RPU、RPD為模塊內(nèi)部在485總線上加的上下拉電阻，RIN為模塊的輸入阻抗。

當(dāng)兩個(gè)模塊都處于接收狀態(tài)時(shí)，可以根據(jù)基爾霍夫電流定律對(duì)節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B列出下列公式：

根據(jù)上述公式可以計(jì)算AB之間的差分電壓為：

此時(shí)模塊已處于不確定狀態(tài)，模塊接收器可能輸出為高電平，也可能輸出為低電平，這時(shí)就需要在模塊外部增加上下拉電阻保證模塊在空閑時(shí)不處于不確定狀態(tài)。

3、上下拉電阻如何??？

假設(shè)模塊的輸出電源電壓V?O相同，由于RGND接在一起，因此可以認(rèn)為模塊內(nèi)部的上拉電阻是并聯(lián)在一起的，為了方便解釋，對(duì)圖2的電路進(jìn)行整理，如圖3所示，在模塊外部增加上下拉電阻可以選擇只增加一組，也可以選擇在每個(gè)模塊都增加上下拉電阻，為了解釋方便，我們?cè)?85總線上增加一組上下拉電阻。