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RS485接線方法和電纜選擇

RS485接線方法和電纜選擇 
在低速
、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線
,反之
,在高速、長線傳輸時
,則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜(STP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG)
,而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜(ASTP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG)。在使用RS485接口時
,對于特定的傳輸線路
,從RS485接口到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢龋@個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所影響
。理論上
,通信速率在100Kpbs及以下時,RS485的最長傳輸距離可達1200米
,但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異
。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大,最多可以加八個中繼
,也就是說理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6公理
。如果真需要長距離傳輸,可以采用光纖為傳播介質(zhì)
,收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器
,多模光纖的傳輸距離是5~10公里,而采用單模光纖可達50公里的傳播距離

 
網(wǎng)絡(luò)拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)
,不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)
。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時,應(yīng)注意如下幾點:
(1)采用一條雙絞線電纜作總線
,將各個節(jié)點串接起來
,從總線到每個節(jié)點的引出線長度應(yīng)盡量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低
。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確
,在短距離、低速率仍可能正常工作
,但隨著通信距離的延長或通信速率的提高
,其不良影響會越來越嚴重,主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加
,會造成信號質(zhì)量下降

(2)應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性,在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射
。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性:總線的不同區(qū)段采用了不同電纜
,或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過長的分支線引出到總線

總之
,應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號通道作為總線

在RS485組網(wǎng)過程中另一個需要主意的問題是終端負載電阻問題
,在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網(wǎng)絡(luò)能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。理論上
,在每個接收數(shù)據(jù)信號的中點進行采樣時
,只要反射信號在開始采樣時衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實際上難以掌握
,美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長度時需要進行匹配:當信號的轉(zhuǎn)換時間(上升或下降時間)超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配

一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻
。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω
。相當于電纜特性阻抗的電阻,因為大多數(shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100~120Ω
。這種匹配方法簡單有效
,但有一個缺點,匹配電阻要消耗較大功率
,對于功耗限制比較嚴格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配
。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率
。但電容C的取值是個難點,需要在功耗和匹配質(zhì)量間進行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法
,這種方案雖未實現(xiàn)真正的“匹配”
,但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號,達到改善信號質(zhì)量的目的
,節(jié)能效果顯著

最近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實施已完成,工廠中已經(jīng)鋪設(shè)了延伸到車間每個辦公室
、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀
,推出了串口服務(wù)器來取代多串口卡,這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資
,節(jié)約成本
,相當于通過tcp/ip把多串口卡放在了現(xiàn)場。

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