信號鏈基礎(chǔ)知識 RS-485：總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動能力

越來越多的人在問關(guān)于 EIA/TIA-485（俗稱 RS-485 數(shù)據(jù)傳輸標準）基本概念的一些問題，這一事實表明未來數(shù)年 RS-485 仍會在各種工業(yè)接口中起到舉足輕重的作用。

本文中，我們將為您解答許多常見和最新的問題，例如：

1）RS-485 收發(fā)器可以驅(qū)動多大的總線電流？

2）可以驅(qū)動 32 以上單位負載嗎？

要回答第一個問題，我們需要研究圖1 所示典型 RS-485 數(shù)據(jù)鏈路。我們看到，除驅(qū)動通過端接電阻器的差分電流以外，驅(qū)動器還必須驅(qū)動通過許多接收機輸入阻抗的電流，以及通過位于總線上的故障保護網(wǎng)絡(luò)的電流。這些阻抗在差分信號線路和接地之間形成電流通路，同時影響了 A 和 B 信號線的電流，且影響程度相同。因此，可以將它們表示為共模阻抗 R_CM。

圖1典型RS-485 數(shù)據(jù)鏈路

為了對最大共模負載進行定義，RS-485 使用了一個單位負載的理論概念，其定義了一個 12kΩ 共模負載電阻。這樣一來，一個單位負載 (1UL) 收發(fā)器便代表在每個接地相關(guān)總線端有一個R_INEQ = 12 kΩ 的等效輸入電阻。

RS-485 規(guī)定一個收發(fā)器必須能夠驅(qū)動高達 32 單位負載的總共模負載，同時能夠給 R_D = 60Ω 差分電阻提供 V_OD = 1.5 V 的差分輸出電壓。另外，該標準還要求在 V_CM = –7 V 到 +12 V 共模電壓范圍保持這種驅(qū)動能力，以便允許驅(qū)動器和接收機接地之間的大接地電位差，其一般會出現(xiàn)在遠距離數(shù)據(jù)鏈路中。

60 Ω 差分電阻代表兩個并聯(lián) 120 Ω 端接電阻器的電阻值，而 32 單位負載得到的總共模負載電阻為 R_CM = 12 kΩ / 32 = 375 Ω。共模負載條件下收發(fā)器驅(qū)動能力測試的相應測試電路也指定為 RS-485 標準，其如圖2 所示。

圖2共模負載的驅(qū)動器測試電路

假設(shè)非反相驅(qū)動器輸出 A 具有更高的正總線電壓，則其電流計算方法為：

而反相輸出 B 的電流計算方法如下：

由于數(shù)據(jù)傳輸期間 A 和 B 輸出不斷改變極性，因此最好是使用一些通用術(shù)語來表示輸出電流方程式。所以，更多正輸出（或者高輸出）必須拉出電流：

而更少正輸出（或者低輸出）必須注入電流：

圖3 顯示了在規(guī)定共模電壓范圍，驅(qū)動 R_CM = 375 Ω 最大共模負載 (32 UL) 的一個 5V 收發(fā)器的最小輸出電流要求。用于繪制該圖的參數(shù)假設(shè)為 V_OS = 2.5 V、V_OD = 1.5 V、R_D = 60 Ω 和 R_CM = 375 Ω。

圖35V 收發(fā)器的總線電流要求

該圖表明，一個符合標準的 5V 收發(fā)器必須能夠拉出和注入高達 53 mA 的輸出電流。實際上，市場上銷售的大多數(shù) RS-485 收發(fā)器，都具有 60 mA 及以上的最小注入和拉出能力。

就此而言，需要對 32 單位負載的最大共模負載進行一些重要的澄清，以消除許多普遍存在的誤解。

RS-485 中規(guī)定的 32 單位負載的最大共模負載，指的是存在于差分信號對和信號地線之間的任何共模負載，不僅僅只是接收機輸入。例如，一個外部故障保護電阻器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)使用了 22 UL 的總負載，從而使得僅有 10 UL 可用于接收機輸入。剩余的 10 UL，可以通過使用 10 x 1 UL 收發(fā)器或者至多 80 x 1/8 UL ?收發(fā)器，來讓其得到利用。
32 UL 最大負載的規(guī)定，針對 –7 V 到 +12V 的整個 V_CM 范圍。如圖3 所示，讓 VCM 范圍變窄會降低輸出電流，并讓驅(qū)動器儲存一些電流。之后，可以利用這些儲存電流來驅(qū)動更多的單位負載。驅(qū)動器和接收機接地之間地電位差 (GPD) 較小的數(shù)據(jù)鏈路中，可以應用這一原則，其解答了我們在一開始提出的第二個問題。

圖4 顯示了單位負載數(shù)，其為 GPD 振幅的函數(shù)。請注意，GPD 并非為 DC 電壓，而是 AC 電壓，其在系統(tǒng)電源電源頻率的第三諧波變換。

圖4單位負載數(shù)為GPD 振幅的函數(shù)

小結(jié)

本文介紹了 RS-485 標準收發(fā)器的最小總線電流要求約為 60 mA，并表明在更低共模電壓下工作時可以增加 32 UL 規(guī)定共模負載。

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上海川土微|CA-IS3082W 隔離式RS-485/RS-422收發(fā)器|產(chǎn)品簡介

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2018-09-19 11:48:18

常見的RS-485接口詳細接線圖

本資料介紹了RS-485總線標準，以及比較幾種常見的RS-485電路，并重點介紹具備±15 kV ESD保護功能的完全集成式隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器ADM2582E/ADM2587E，一個集成隔離DC/DC電源，適合用于多點傳輸線路上的高速通信應用的數(shù)據(jù)收發(fā)器。

2018-12-06 16:03:28

揭秘隔離式RS-485

衰減ADM2682E信號和電源隔離RS-485收發(fā)器集成ADI公司的iCoupler?技術(shù)，將一個3通道隔離器、一個三態(tài)差分線路驅(qū)動器，一個差分輸入接收器和ADI公司的isoPower DC-DC轉(zhuǎn)換器

2018-10-15 09:55:08

有關(guān)隔離RS-485收發(fā)器的7個設(shè)計問題

是什么？信號速率(速度)與電纜長度成反比關(guān)系。準確的關(guān)系取決于電纜本身的電阻和電感。在建設(shè)RS-485網(wǎng)絡(luò)時，電纜的選擇可以和收發(fā)器一樣重要，以確保在必要的距離內(nèi)進行可靠的通信。圖1是信號速率到電纜長度

2018-08-11 12:35:35

有關(guān)隔離式RS-485收發(fā)器的7大設(shè)計問題

高電平。如果不考慮故障安全偏置，則端接電阻器會將總線電壓降低至0V，從而導致錯誤的輸出或信號振蕩。您可以通過使用電阻器網(wǎng)絡(luò)以及RS-485收發(fā)器來設(shè)計故障安全偏置。TI的隔離式RS-485收發(fā)器均具有

2020-08-19 16:09:00

適合智能電表的內(nèi)置ESD保護RS-485芯片

反應速度極快，但其耐大電壓、大電流的能力不足，所以也難以抵擋雷擊浪涌的沖擊。對于雷擊浪涌，既要利用半導體制作的TVS進行全方位保護，又要將其集成到芯片之中一般很難實現(xiàn)。晶焱科技的RS-485收發(fā)器

2011-07-15 21:52:54

通過RS-485或RS-232數(shù)據(jù)總線進行通信的多協(xié)議收發(fā)器參考設(shè)計包括參考設(shè)計，BOM及原理圖

2018-08-17 06:22:15

采用SN65HVD2擴展共模RS-485收發(fā)器的500kbps 5V RS-485接口參考設(shè)計

本帖最后由電子人steve 于 2018-7-26 09:52 編輯描述該參考設(shè)計提供采用 SN65HVD22 擴展共模 RS-485 收發(fā)器的 500kbps 5V RS-485 接口

2018-07-24 09:12:16

防止RS-485總線出現(xiàn)致命瞬態(tài)波形的參考設(shè)計

描述TIDA-00731 是用于檢查如何防止 RS-485 總線出現(xiàn)致命瞬態(tài)波形（例如 IEC ESD、IEC EFT 和 IEC 浪涌）的參考設(shè)計。該參考設(shè)計顯示通過在標準 RS-485 收發(fā)器

2022-09-15 06:05:57

防止RS-485出現(xiàn)IEC ESD、EFT和浪涌的參考設(shè)計包括層圖及原理圖

2018-08-29 09:15:14

隔離型RS-485收發(fā)器設(shè)計有什么問題？

您是否正在搜尋有關(guān)RS-485的更多信息？我們特意根據(jù)TI E2E?社區(qū)的反饋，匯編了關(guān)于隔離型RS-485收發(fā)器設(shè)計攻關(guān)的最常見問題清單。希望這份清單能為您提供關(guān)于RS-485隔離信號與電源的有用見解。

2019-07-31 07:50:46

隔離型RS-485收發(fā)器設(shè)計問題總結(jié)

的更多信息？我們特意根據(jù) TI E2E? 社區(qū)的反饋，匯編了關(guān)于隔離型 RS-485 收發(fā)器設(shè)計攻關(guān)的最常見問題清單。希望這份清單能為您提供關(guān)于 RS-485隔離信號與電源的有用見解。

2019-07-29 07:26:19

ADM2582E 信號和電源隔離 RS-485 接口收發(fā)器 ADI品牌

ADM2582E 信號和電源隔離 RS-485 接口收發(fā)器 ADI品牌，2.5 kV信號和電源隔離、±15 kV ESD保護、全/半雙工RS-485收發(fā)器(16Mbps)ADM2582E

2022-06-16 14:24:41

雙路隔離RS-485收發(fā)器數(shù)據(jù)手冊

RSM485D 系列雙路隔離收發(fā)器模塊，是集成電源隔離、電氣隔離、RS-485 接口芯片和總線保護器件于一身，方便嵌入用戶設(shè)備，使產(chǎn)品具有連接兩路RS-485 網(wǎng)絡(luò)的功能。該系列模塊

2010-03-04 13:50:32

嵌入式隔離RS-485收發(fā)器原理及應用

嵌入式隔離RS-485收發(fā)器原理及應用 RSM485 系列隔離收發(fā)器模塊，是集成電源隔離、電氣隔離、RS-485 接口芯片，總線保護器件于一身，方便嵌入用戶設(shè)備,使產(chǎn)

2010-03-06 11:01:18

電表應用中RS-485收發(fā)器的設(shè)計考慮

電表應用中RS-485收發(fā)器的設(shè)計考慮

2010-12-11 17:15:36

電表應用中RS-485收發(fā)器的設(shè)計考慮

摘要：自動抄表技術(shù)為電表提供一個通信端口，以電子方式遠程讀取數(shù)值。本應用筆記討論Maxim RS-485收發(fā)器的不同特性，這些特性使RS-485收發(fā)器非常適合用于電表通信端口。

2009-04-22 09:16:01

944

電表應用中RS-485收發(fā)器的設(shè)計考慮

2009-04-29 09:10:31

1245

RS-485中繼器原理圖

RS-485中繼器原理圖如圖所示。正常工作時主要有三個狀態(tài)：空閑狀態(tài)，數(shù)據(jù)從RS-485收發(fā)器U1邊的總線往RS-485收發(fā)器U2邊的總線傳送(簡稱“數(shù)據(jù)右傳狀態(tài)”)，數(shù)據(jù)從RS- 485收發(fā)器U2邊的

2010-08-27 15:23:16

24466

EMC COMPLIANT RS-485 收發(fā)器保護電路

EMC COMPLIANT RS-485 收發(fā)器保護電路

2015-11-02 10:58:23

RS-485收發(fā)器產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊

電子專業(yè)單片機相關(guān)知識學習教材資料——RS-485收發(fā)器產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊，感興趣的小伙伴們可以瞧一瞧。

2016-09-13 17:46:48

RS-485光隔1拖4口HUB用戶指南

　　RS-485光隔1拖4口HUB（型號HUB4485G）用于增加RS-485信號的驅(qū)動能力（帶負載能力增加4倍），還可以用于RS-485組成星形網(wǎng)。HUB4485G還實現(xiàn)RS-485的上、下位機之間的光電隔離。

2017-09-22 15:24:24

RS485總線施工要求有哪些？

在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485串行總線標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。

2017-10-31 17:30:53

3270

關(guān)于RS485自動收發(fā)型收發(fā)器的問題解決

2018-10-05 17:18:00

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RS-485收發(fā)器和CAN收發(fā)器有什么區(qū)別

Join Dave和Bob在短片中介紹兩種關(guān)鍵串行接口協(xié)議的相似性和差異：控制器局域網(wǎng)(CAN)與RS-485。利用Maxim的一款RS-485接口收發(fā)器和最新的CAN收發(fā)器，在示波器上觀察這兩種

2018-10-11 10:26:00

8045

隔離型RS－485收發(fā)器的七大設(shè)計問題匯總

您是否正在搜尋有關(guān)RS-485的更多信息?我們特意根據(jù)TI E2E社區(qū)的反饋，匯編了關(guān)于隔離型RS-485收發(fā)器設(shè)計攻關(guān)的最常見問題清單。希望這份清單能為您提供關(guān)于RS-485隔離信號與電源的有用

2019-01-28 11:18:01

507

RS-485收發(fā)器如何在戶外穩(wěn)定運行

2019-04-18 11:32:32

1013

金升陽推出3.3V供電RS-485 收發(fā)器新產(chǎn)品--SCM3402ASI

繼推出5V電源供電半雙工RS-485收發(fā)器后，金升陽推出3.3V供電新產(chǎn)品——SCM3402ASI，可實現(xiàn)低功耗，是一款功能完全滿足TIA/EIA-485標準要求的RS-485 收發(fā)器。

2019-08-20 10:59:55

2604

基于RS-485接口的信號隔離自收發(fā)電路設(shè)計

2019-11-12 16:21:46

5175

RS-485總線技術(shù)的基礎(chǔ)知識

RS-485與CAN類似，也是一種工業(yè)控制環(huán)境中常用的通訊協(xié)議，它由RS-232協(xié)議改進而來，在要求通訊距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485串行總線標準。

2020-07-23 17:58:39

1737

rs422總線RS-485總線和RS-232-C的區(qū)別介紹

RS-485 RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測

2020-10-16 05:51:02

3308

EMC COMPLIANT RS-485收發(fā)器保護電路

EMC COMPLIANT RS-485收發(fā)器保護電路

2021-03-19 00:14:48

解析總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動能力

在各種工業(yè)接口中起到舉足輕重的作用。 ? 本文中，我們將為您解答許多常見和最新的問題，例如： 1）RS-485 收發(fā)器可以驅(qū)動多大的總線電流？ 2）可以驅(qū)動 32 以上單位負載嗎？ ? 要回答

2021-11-21 16:44:37

1616

【RS-485收發(fā)切換】使用RS-485要注意的一個問題

【RS-485收發(fā)切換】使用RS-485要注意的一個問題

2021-11-25 11:21:06

RS-485收發(fā)器：一杯夏天的mojito

RS-485收發(fā)器：一杯夏天的mojito

2022-10-31 08:23:27

RS-485窄體隔離收發(fā)器

隔離可降低噪音，消除接地回路，并提高安全性。 RS-485評估委員會使用超微型的RL3585-3E窄體隔離收發(fā)器提供了一個完整的隔離的RS-485節(jié)點。

2022-10-31 14:10:45

402

總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動能力

總線電流要求與收發(fā)器驅(qū)動能力

2022-11-07 08:07:30

國產(chǎn)RS-485總線收發(fā)器——AiP8485A與AiP8485B

極性自適應RS-485總線收發(fā)器——AiP8485A與AiP8485B 在工業(yè)控制、電力系統(tǒng)、儀器儀表等領(lǐng)域，通常情況下是采用RS-485通信的方式進行數(shù)據(jù)交換。RS-485通信具有架構(gòu)簡單

2023-03-03 09:43:49

1424

在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中使用RS-485/RS-422收發(fā)器

由于RS-485收發(fā)器提供了一種在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)物理層的簡單方法，因此一些現(xiàn)場總線標準指定了用于通信的RS-485串行端口。本文介紹了幾種現(xiàn)場總線技術(shù)。特別注意INTERBUS和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。重點介紹了RS-485收發(fā)器的一些特別有用的特性。

2023-03-30 11:04:15

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