RS-485总线简述(四)

部偏置电阻计算

一、单位负载

RS-485标准规定一个驱动器必须能够通过两个120Ω终端电阻并联最多32个单位负载驱动一个最小的1.5V差分信号;

通过在一个总线引脚上将输入电压从-7V扫到12V，另一个总线引脚保持接地，然后测量输入漏电电流，来确定单位负载参数;

标准中的-7V和12V的界限是为了允许驱动器输出和接收器之间有高达±7V的地电势差(GPD)，驱动器的输出电压在GND和5V之间变化，因此，-7V代表接收器是通过驱动器以-7V的GPD驱动总线的低电平; 而12V代表接收器是通过驱动器以7V的GPD驱动总线的高电平;

一个单位负载相当于12V时的1mA输入漏电流，这个负载代表一个相对于地的单端负载，一个简单的方法是，单位负载相当于从A或B总线引脚到地的12KΩ电阻。

部分RS-485接收器额定具有1/4或1/8单位负载，这意味着可以挂载更多数量的连接器，有关单位负载和接收器输入阻抗对应关系如下所示：

测试电路：

二、外部电阻计算

对于小于100米的短网络应用中，在总线一端提供偏置电路即可，如图所示

上下拉电阻RB为总线提供空闲状态时的偏置电压，为了简化，如下图

REQ代表连接到总线的所有收发器的等效输入电阻，RT1和RT2为终端电阻;

在推到处计算电阻值的方程式之前，我们要确定线路终端和共模负载必须满足的条件：

2.1没有偏置网络的电缆端用RT1端接，其值应与电缆的特性阻抗Zo相等

2.2在有偏置电阻这端，等效电阻必须匹配线缆阻抗Zo

2.3RS-485规定了最大的共模负载，符合标准的收发器必须能够驱动32个单位负载UL，一个单位负载为12KΩ，因此32个UL的总共模负载为RCM=375Ω; 由于偏置电阻除了等效收发器输入阻抗还存在共模负载，因此RB和REQ组合必须大于或等于RCM，即：

推导过程如下，根据节点电流

再根据上述1、2、3的要求：

举例说明：

Zo=120Ω，最小供电电压为4.75V(5V供电，纹波5%)Vab=300mV(按照200mV+100mV噪声裕量设计)

选择标准电阻RB=470Ω

选择标准电阻RT2 = 138Ω

由于外部电阻会带来额外的共模负载，因此有必要确定收发器单元负载的最大数量nul，它可以在不低于RCM=375Ω的情况下加载到总线;

nul是一个单位负载与收发器的输入阻抗之比：N=12KΩ/REQ

则：

根据上述计算RB=470Ω,则

若收发器的输入阻抗为1/8UL，可以接6.4/1/8 = 51个