如果我們查詢(xún)百度百科，終端電阻的檔案似乎十分清白：

 

 

仿佛在通訊鏈路的首末兩端加上這樣一個(gè)法寶，即可避免信號的反射，使信號的傳播更為順暢。這樣說(shuō)雖然沒(méi)有錯誤，但仍有些細枝末節沒(méi)能捋出頭緒。下面讓我們來(lái)看看CAN總線(xiàn)和485總線(xiàn)中終端電阻的情況如何？

 

 

 

CAN總線(xiàn)中，終端電阻是必不可少的。它存在的意義主要包括兩點(diǎn)：

可以確保電平快速進(jìn)入隱性狀態(tài)；

提升信號質(zhì)量。

 

1、確保電平快速進(jìn)入隱性狀態(tài)

 

在顯性狀態(tài)期間，總線(xiàn)的寄生電容會(huì )被充電，而在恢復到隱性狀態(tài)時(shí)，這些電容需要放電。如果CANH、CANL之間沒(méi)有放置任何阻性負載，電容只能通過(guò)收發(fā)器內部的差分電阻放電。我們在收發(fā)器的CANH、CANL之間加入一個(gè)220PF的電容進(jìn)行模擬試驗，位速率為500kbit/s，波形如下圖所示。

 

CAN總線(xiàn) 220pf無(wú)終端電阻

 

CAN總線(xiàn) 220pf增加終端電阻

 

2、提高信號質(zhì)量

 

信號在較高的轉換速率情況下，信號邊沿能量遇到阻抗不匹配時(shí)，會(huì )產(chǎn)生信號反射；傳輸線(xiàn)纜橫截面的幾何結構發(fā)生變化，線(xiàn)纜的特征阻抗會(huì )隨之變化，也會(huì )造成反射。

 

在總線(xiàn)線(xiàn)纜的末端，阻抗急劇變化導致信號邊沿能量反射，總線(xiàn)信號上會(huì )產(chǎn)生振鈴，若振鈴幅度過(guò)大，就會(huì )影響通信質(zhì)量。在線(xiàn)纜末端增加一個(gè)與線(xiàn)纜特征阻抗一致的終端電阻，可以將這部分能量吸收，避免振鈴的產(chǎn)生，如下圖所示。

 

CAN總線(xiàn)無(wú)終端電阻

 

CAN總線(xiàn)增加終端電阻

 

二 485總線(xiàn)

 

 

1、RS-485總線(xiàn)增加終端電阻好處

 

485總線(xiàn)設置終端電阻主要是為了用來(lái)抑制信號的反射。

 

提高信號質(zhì)量組建RS-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，通常使用特性阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線(xiàn)，由于RS-485收發(fā)器輸入阻抗一般較高（例如RSM485ECHT輸入阻抗為96kΩ，最多可連接256個(gè)節點(diǎn)），在信號傳輸到總線(xiàn)末端時(shí)會(huì )由于受到的瞬時(shí)阻抗發(fā)生突變（以RSM485ECHT為例，阻抗由120Ω變?yōu)?6kΩ），導致信號發(fā)生反射，影響信號的質(zhì)量。RSM485ECHT在1200m，500kbps通信速率的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如下圖所示，終端電阻明顯改善了信號的質(zhì)量。

 

RSM485ECHT 1200m 500kbps不加終端電阻

 

RSM485ECHT 1200m 500kbps 加終端電阻

 

2、RS-485增加終端電阻的問(wèn)題

 

終端電阻雖然可以提高信號質(zhì)量，但還具有以下幾個(gè)問(wèn)題：

 

降低了驅動(dòng)信號的幅值

 

RS-485總線(xiàn)上的負載越大，RS-485收發(fā)器輸出差分電壓幅值越低，RSM485ECHT在5m，500kbps的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如下圖所示。

 

RSM485ECHT 5m 500kbps 不加終端

 

RSM485ECHT 5m 500kbps 加終端

 

增大了通信線(xiàn)上的壓降

 

增加終端電阻使通信線(xiàn)纜上的電流增大，產(chǎn)生了較大的壓差，降低了接收端的信號幅值。RSM485ECHT在1200m,115.2kbps首端和末端的信號波形如下圖所示（0.75mm2通信線(xiàn)），末端信號與首端信號相比下降了0.7V左右。

 

RSM485ECHT 1200m 115.2kbps 加終端電阻 首端波形

 

RSM485ECHT 1200m 115.2kbps 加終端電阻 末端波形

 

增大了收發(fā)器的功耗

 

增加終端電阻對于接收狀態(tài)時(shí)的工作電流影響不大，但會(huì )大大增加驅動(dòng)狀態(tài)時(shí)的工作電流。以RSM485ECHT為例，RSM485ECHT處于接收狀態(tài)時(shí)工作電流為20mA左右，在驅動(dòng)狀態(tài)不加終端電阻時(shí)工作電流為27mA左右，在驅動(dòng)狀態(tài)加終端電阻時(shí)工作電流為83mA左右，可以看出終端電阻大大增加了RS-485收發(fā)器的功耗，對于有功耗要求的應用場(chǎng)合，應謹慎使用終端電阻。

 

3、RS-485終端電阻設置

 

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距離近的情況下，信號反射對通信信號的影響不大，而且不加終端電阻可以大大降低功耗，并且通過(guò)加較大上下拉電阻值即可保證RS-485總線(xiàn)空閑時(shí)具有較高的差分電壓幅值，提高了通信的可靠性。

 

通信距離較長(cháng)且通信速度較快，對信號質(zhì)量要求較高的情況

 

此時(shí)可以增加終端電阻，防止阻抗突變引起的信號反射問(wèn)題，提高信號質(zhì)量，但應確保在總線(xiàn)空閑時(shí)總線(xiàn)的差分電壓不處于門(mén)限電平范圍內。

 

對功耗有要求且通信距離較長(cháng)的情況

 

反射信號在總線(xiàn)上來(lái)回反彈，反射信號會(huì )逐漸消耗掉。

 

RSM485ECHT 1200m 9600bps 不加終端 首端波形

 

RSM485ECHT 1200m 9600bps 不加終端 末端波形

 

三 總結

 

對于CAN總線(xiàn)而言，為保證通訊的穩定性，必須增設終端電阻；RS-485總線(xiàn)不一樣。終端電阻的設置需要根據情況而設置，在設計建議預留終端電阻位置或者使用ZLG致遠電子隔離收發(fā)器系列產(chǎn)品，能有效解決總線(xiàn)干擾、通信異常等問(wèn)題。與傳統的設計相比，其內置完整的隔離DC-DC電路、信號隔離電路、總線(xiàn)收發(fā)電路以及防護電路，具備更高的集成度與可靠性，適用于需要高穩定性通訊的場(chǎng)合，能夠有效幫助您提升總線(xiàn)通信防護等級。

 

 

來(lái)源：ZLG立功科技