RS-485 基礎知識:如何計算單位負載和網絡上的最大節(jié)點數
RS-485總線端接在許多應用中均很有用,因為此方式有助于提高信號完整性并減少通信問題?!岸私印笔侵笇㈦娎|的特征阻抗與端接網絡匹配,使總線末端的接收器能夠觀察到最大信號功率。未端接或端接不當的總線將無法很好的匹配,從而在網絡末端產生反射,導致整體信號完整性降低。
在網絡的雙向環(huán)路時間遠大于信號位時間時,無需終止,因為每次反射到達網絡末端時,它們都會損失能量。但是,對于位時間基本上不長于電纜環(huán)路時間的應用,為使反射最小化,端接至關重要。
RS-485 是一種多點差分總線,這意味著總線上的所有節(jié)點共享一個公共傳輸介質,因此每個節(jié)點都放置在總線為所有現(xiàn)有的網絡收發(fā)器和終端電阻增加了一個負載。隨著節(jié)點總數的增加,每個驅動程序的負載也會增加。
85通訊中一個串口可以控制多少個設備的問題是與該485網絡中的電氣特性和協(xié)議特性所決定的。 所謂電氣特性就是指的是要保證485網絡中的特征阻抗在允許的范圍內,應該是120歐姆左右,連接的設備越多,特征阻抗越小,所以一般在485網絡中一般都要加120歐姆的終端電阻。同時還要保證信號的衰減在可接受范圍內。
為了為 RS-485 輸出驅動器設置實用且可測量的限制,電信行業(yè)協(xié)會 (TIA)/電子工業(yè)聯(lián)盟 (EIA)-485 標準創(chuàng)建了一個假設的“單位負載”,然后限制了可以達到的最大單位負載數量。提供給 RS-485 總線上的任何驅動器到 32。標準規(guī)定,驅動器必須能夠通過兩個 120-Ω 端接電阻并聯(lián)在最多 32 個單位負載上驅動最小 1.5 差分信號。
我們可以通過在一個總線引腳上將輸入電壓從 -7 V 掃描到 +12 V 來確定單位負載參數,同時另一個總線引腳保持接地,然后測量輸入漏電流。我們將分別測量兩個總線引腳,收發(fā)器處于通電和未通電狀態(tài)。可以想象,輸入漏電流取決于輸入電壓;因此,在計算單位負載時,公式 1 使用輸入電壓與漏電流的最壞情況比:
其中 V IN {-7 … + 12 V}。
標準中的 -7 和 +12 V 界限意味著允許驅動器輸出和接收器之間的接地電位差 (GPD) 高達 ±7 V,驅動器的輸出電壓在 GND 和5 V。因此,-7 V 表示接收器看到相應驅動器引腳以 -7 V GPD 驅動總線低電平,而 +12 V 表示接收器看到相應驅動器引腳以 +7 V GPD 驅動總線高電平。
一個單位負載相當于 +12 V 時的 1 mA 輸入漏電流。該負載代表相對于地的單端負載??紤]單位負載的另一種簡單方法是等效于從 A 或 B 總線引腳(以及全雙工收發(fā)器的 Y 和 Z 引腳)到地的 12 kΩ 電阻。
一旦找到輸入電壓與漏電流的最大比率,我們就可以通過將該比率除以 12 kΩ 來計算等效單位負載,以單位負載的一小部分表示結果。
使用這個單位負載比,我們可以輕松計算網絡可以處理的任何種類的收發(fā)器的最大數量。例如,如果我們正在查看 THVD1520 RS-485 收發(fā)器,它的單位負載輸入阻抗為八分之一,我們將能夠在網絡上放置理論上最多 256 個節(jié)點。
此外,如果我們想弄清楚可以在網絡上放置多少個收發(fā)器,此?數據表將包含一個單位負載參數或最大輸入漏電流,可用于計算單位負載。單位負載越小,我們可以放置在網絡上的設備就越多。