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RS485接線方法和電纜選擇

點擊次數(shù):13349  更新時間:2016-05-11

 

    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電纜(STP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG),而在干擾惡劣的環(huán)境下還應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zui大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?,這個長度數(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zui長傳輸距離可達1200米,但在實際應用中傳輸?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,zui多可以加八個中繼,也就是說理論上RS485的zui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)絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結(jié)構,不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡。

在構建網(wǎng)絡時,應注意如下幾點:

 ?。?)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)點的引出線長度應盡量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響zui低。有些網(wǎng)絡連接盡管不正確,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。

 ?。?)應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,在設備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個網(wǎng)絡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*。

  zui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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