RS485通信一定要加終端電阻嗎？

RS-485總線是一種常用的差分信號傳輸方式，它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、節(jié)點數(shù)多等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。但在實際應(yīng)用中，通常會遇到遠距離RS-485設(shè)備通信異常的情況，比較常用的解決方式是去檢查RS-485設(shè)備總線上是否增加了終端電阻。有些情況下不加也可以用，這是為什么呢？就讓我們來了解一下RS-485總線上的終端電阻有何作用。

終端電阻的作用

高頻信號傳輸時，信號波長相對傳輸線較短，信號在傳輸線終端會形成反射波，干擾原信號，所以需要在傳輸線末端加終端電阻，使信號到達傳輸線末端后不反射。對于低頻信號則不用。在長線信號傳輸時，一般為了避免信號的反射和回波，也需要在接收端接入終端匹配電阻。

對于RS-485總線而言，終端電阻可以匹配通信線的特性阻抗，防止信號反射，提高信號質(zhì)量。在組建RS-485總線網(wǎng)絡(luò)時，通常使用特性阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線，由于RS-485收發(fā)器輸入阻抗一般較高，達到近百KΩ，在信號傳輸?shù)娇偩€末端時由于受到的瞬時阻抗發(fā)生突變，阻抗由120Ω變?yōu)榻貹Ω，導(dǎo)致信號發(fā)生反射，影響信號的質(zhì)量。

這種阻抗變化引起的信號反射與通信的信號頻率及信號線長度都有關(guān)系。在一個沒有加終端電阻的總線長度在1M以下的總線上，通信速率在9600Kbps時，485通信幾乎不會有異常。然而當我們提高通信速率后，隨著通信速率的提高，通信的數(shù)據(jù)會開始出現(xiàn)亂碼。這時我們用示波器去測量AB線信號會發(fā)現(xiàn)，此時AB線上電壓波形已經(jīng)不是方波，更偏向于正弦波。這種波形已經(jīng)不能讓接收器正確輸出發(fā)送器傳出的信號。

終端電阻帶來的問題

終端電阻雖然可以提高信號質(zhì)量，但也具有以下幾個問題：

①降低驅(qū)動信號的幅值

RS-485總線上的負載越大，RS-485收發(fā)器輸出差分電壓幅值越低，由于RS-485接收器是通過AB線上電壓差來判斷傳輸?shù)男盘?，這個電壓有一個閾值±200mV，低于這個電壓后就無法判斷數(shù)據(jù)。

②增大通信線上的壓降

增加終端電阻使通信線纜上的電流增大，產(chǎn)生了較大的電壓損耗，線纜越長到達接收端的電壓差越小，從而影響通信數(shù)據(jù)。

③增大收發(fā)器的功耗

RS-485發(fā)送器在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中會驅(qū)動AB端電壓差超過±200mV，總線上負載越大，就會使發(fā)送器消耗的功率變大。

什么時候需要加終端電阻？

①通信速度低或者通信距離近的情況下，建議不加終端電阻

通信速度低或者通信總線短的情況下，信號反射對通信信號的影響不大，而且不加終端電阻可以降低功耗，并且通過加較大上下拉電阻值即可保證RS-485總線空閑時具有較高的差分電壓幅值，提高了通信的可靠性。

②通信距離較長且通信速度較快，對信號質(zhì)量要求較高的情況

由于RS-485總線隨著傳輸距離的延長，會產(chǎn)生回波反射信號，此時可以增加終端電阻，防止阻抗突變引起的信號反射問題，提高信號質(zhì)量，但需要確保在總線空閑時總線的差分電壓不處于門限電平范圍內(nèi)。RS-485標準建議線纜的特性阻抗Z0=120Ω，通常通信線的首末尾處終端各匹配一個120Ω的電阻。

③對功耗有要求且通信距離較長的情況

一般在一個位的中間時間對信號進行采樣，由于低通信速度的情況下，每一個位的時間較長，所以在到達采樣點時反射信號已被消耗掉，對通信已無影響。

所以對RS-485的收發(fā)器功耗有較高要求且通信距離較長的應(yīng)用，應(yīng)適當降低通信的速度。