01、在通信電纜中的信號反射
在通信過程中,有兩種信號因?qū)е滦盘柗瓷洌鹤杩共贿B續(xù)和阻抗不匹配。如果阻抗不連續(xù),信號在傳輸線末端突然遇到電纜,而阻抗很小甚至沒有,信號就會在這個地方引起反射。這種信號反射的原理類似于光從一種介質(zhì)反射到另一種介質(zhì)。
為了消除這種反射,必須在電纜端部橋接一個與電纜特性阻抗大小相同的終端電阻,使電纜阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的,因此,在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻從理論上分析,在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻,就再也不會出現(xiàn)信號反射現(xiàn)象。然而,在應(yīng)用中,由于傳輸電纜的特性阻抗與通信波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān),特性阻抗不能完全等于終端電阻,因此或多或少仍會存在信號反射。
引起信號反射的另個原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。由此引起的反映主要體現(xiàn)在通信線路處于空閑狀態(tài)時,整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。
信號反射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊�,歸根結(jié)底是因為反射信號觸發(fā)了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯誤的信號,導(dǎo)致CRC校驗錯誤或整個數(shù)據(jù)幀錯誤。
02
在通訊電纜中的信號衰減
第二個影響信號傳輸?shù)囊蛩厥切盘栐陔娎|的傳輸過程中衰減。傳輸電纜可以看作是由分布電容、分布電感和電阻組成的等效電路。
電纜的分布電容C主要由雙絞線并聯(lián)產(chǎn)生。導(dǎo)線的電阻對這里的信號影響微不足道。信號的損失主要是由于電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器。PROFIBUS用的LAN標(biāo)準(zhǔn)型二芯電感(西門子為DP總線選用的標(biāo)準(zhǔn)電纜),在不同波特率時的衰減系數(shù)。
03
在通訊電纜中的純阻負載
影響通訊性能的第三個因素是純阻性負載的大小,這里指的純阻性負載主要由終端電阻、偏置電阻和RS-485收發(fā)器三者構(gòu)成。
RS-485驅(qū)動器在帶了32個節(jié)點,配置了150Ω終端電阻的情況下,至少能輸出1.5V的差分電壓。
當(dāng)通信波特率較高時,有必要在線路上偏置電阻。偏置電阻的連接方法。它的功能是在線路進入空閑狀態(tài)后,當(dāng)總線上沒有數(shù)據(jù)時,將電平從零電平拉出。這樣,即使線路中存在相對較小的反射信號或干擾,連接在總線上的數(shù)據(jù)接收器也不會因這些信號的到達而發(fā)生故障。
在實際應(yīng)用中,RS-485總線加偏置電阻有兩種方法:
(1)把偏置電阻平衡分配給總線上的每一個收發(fā)器。這種方法給掛接在RS-485總線上的每一個收發(fā)器加了偏置電阻,給每一個收發(fā)器都加了一個偏置電壓。
(2)在一段總線上只用一對偏置電阻。該方法對總線上的大反射信號或干擾信號是有效的。值得注意的是,增加偏置電阻會增加總線負載。









