RS-485差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

介紹了RS-422單向、RS-485全雙工和PROFIBUS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的電氣規(guī)格?？紤]靜電放電 （ESD） 保護(hù)、數(shù)據(jù)速率和負(fù)載條件。介紹了分?jǐn)?shù)單位負(fù)載的概念。

RS-485標(biāo)準(zhǔn)由兩個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合制定：電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）和電信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）。EIA曾經(jīng)用前綴“RS”（推薦標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)記其所有標(biāo)準(zhǔn)。許多工程師繼續(xù)使用此名稱，但EIA/TIA已正式將“RS”替換為“EIA/TIA”，以幫助確定其標(biāo)準(zhǔn)的起源。如今，RS-485標(biāo)準(zhǔn)的各種擴(kuò)展適用于各種應(yīng)用。

RS-485和RS-422標(biāo)準(zhǔn)具有許多相同的屬性，因此經(jīng)常被混淆。下表比較了不同的標(biāo)準(zhǔn)。RS-485規(guī)定了雙向和半雙工數(shù)據(jù)傳輸，是唯一允許在“總線”配置中使用多個(gè)接收器和驅(qū)動(dòng)器的EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)。相反，RS-422 EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了具有多個(gè)接收器的單個(gè)單向驅(qū)動(dòng)器。因此，RS-485器件向后兼容，可與RS-422器件互換。但是，RS-422驅(qū)動(dòng)器不應(yīng)在RS-485系統(tǒng)中使用，因?yàn)樗鼈儾荒芊艞墝?duì)總線的控制。

普羅菲布斯

PROFIBUS 是一種基于 RS-485 型收發(fā)器的通信標(biāo)準(zhǔn)。它適用于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS 規(guī)范涵蓋軟件協(xié)議、連接器類型和差分終端網(wǎng)絡(luò)。

靜電防護(hù)

RS-485和RS-422系統(tǒng)的差分信號(hào)路徑在存在噪聲的情況下提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，并且還能夠抑制大共模電壓。為了防止與靜電放電（ESD）相關(guān)的更高電壓水平，需要不同類別的保護(hù)。

人體的帶電電容使人只需輕輕一按即可破壞集成電路。在安裝接口電纜的過程中，這種接觸很容易發(fā)生。為了防止ESD損壞，ADI公司的接口IC采用了“ESD結(jié)構(gòu)”。ESD 結(jié)構(gòu)可保護(hù)發(fā)射器輸出、接收器輸入、數(shù)字接口連接以及與 RS-422/RS-485 收發(fā)器的模擬連接免受高達(dá) ±15kV 的 ESD 電平的影響。

ADI公司通過以200V增量重復(fù)測(cè)試IC端子來驗(yàn)證高達(dá)±15kV的一系列電平，從而保證指定的ESD保護(hù)。具有此額定值的設(shè)備（根據(jù)人體模型或 IEC 1000-4-2 規(guī)范）由部件號(hào)上的附加“E”后綴指定。有關(guān)ESD保護(hù)的更多信息，請(qǐng)參閱標(biāo)題為“ADI公司在ESD保護(hù)方面處于領(lǐng)先地位”的應(yīng)用筆記。

數(shù)據(jù)速率和驅(qū)動(dòng)程序加載

提供給RS-485/RS-422驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載根據(jù)單位負(fù)載進(jìn)行量化，單位負(fù)載定義為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-485接收器（12kΩ）的輸入阻抗。因此，標(biāo)準(zhǔn)RS-485驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)32個(gè)單位負(fù)載（32個(gè)并聯(lián)12kΩ負(fù)載）或375Ω。某些RS-485接收器的輸入阻抗為48kΩ（1/4單位負(fù)載）甚至96kΩ（1/8單位負(fù)載），多達(dá)128或256個(gè)相應(yīng)的接收器可以連接到單個(gè)RS-485總線。接收器類型的任意組合都可以連接在一起，前提是它們的并聯(lián)阻抗不超過32個(gè)單位負(fù)載（R負(fù)荷> 375Ω).

高數(shù)據(jù)速率的后果

更快的傳輸要求驅(qū)動(dòng)器輸出端有更高的壓擺率，而更高的壓擺率會(huì)產(chǎn)生更高水平的電磁干擾（EMI）。一些RS-485收發(fā)器通過限制其壓擺率來最大限度地降低EMI。較低的壓擺率還有助于控制由快速轉(zhuǎn)換、高數(shù)據(jù)速率或長(zhǎng)電纜引起的反射。對(duì)于最小化反射至關(guān)重要的是與電纜特性阻抗相匹配的端接電阻。常見的RS-485電纜（一對(duì)雙絞線24AWG線）應(yīng)在兩端端接一個(gè)120Ω電阻。

審核編輯：郭婷