RS-485的使用已有一些時日，但因其信令、電壓水平及實現(xiàn)的簡單性， 迄今它仍是一種可用的網(wǎng)絡技術。很多工程師常選用未針對具體應用進行優(yōu)化的現(xiàn)成方案，所用部件超過實際所需的尺寸，如功耗更高的終端電阻，使EMI問題更加嚴重。本文討論了幾個關鍵因素可以幫助工程師迅速而精準地選對正確的方案，還提出了可增強設計性能的簡單技巧。
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雖然RS-485的使用已有一些時日，但因其信令、電壓水平及實現(xiàn)的簡單性， 迄今它仍是一種可用的網(wǎng)絡技術。工業(yè)傳感器也因為這些原因仍然在使用這種接口。由于RS-485不是最近出現(xiàn)的標準，很多工程師都選擇使用現(xiàn)成的方案，這些方案并未針對具體應用進行優(yōu)化，達不到人們期望的性能要求。結(jié)果，所用的部件超過實際所需的尺寸，如功耗更高的終端電阻，使EMI問題更加嚴重。本文所討論的幾個關鍵因素，可以幫助工程師迅速而精準地選對正確的方案。有關這個主題已經(jīng)有許多著名的白皮書。本文補充了一些遺漏的細節(jié)，并提出了可增強設計性能的簡單技巧。

圖1：基本RS-485拓撲

電磁干擾問題

有三種基本工具可以幫助設計師管理電磁干擾(屏蔽技術將在文章的最后單獨說明)。

1．器件速度 2．收發(fā)器工作電壓 3．端接電阻電流

速度

使用的波特率不要超過實際應用的要求，包括收發(fā)器的速度。收發(fā)器有不同的速度選項，它們會影響信號的上升/下降時間。舉例來說，許多RS-485鏈路的速度在1Mbps以下，因此像TI的SN75HVD12DR這樣的器件就是一種好的選擇。對于128kbps速度的鏈路來說，速度低一些的Intersil器件就足夠。

這些器件上升時間較慢(例如100ns)， 但對這些應用來說已經(jīng)足夠，可以最大程度地減少電磁干擾輻 射。因為響應速度較慢，也降低了對附近噪聲源的敏感度。請仔細閱讀收發(fā)器的規(guī)范說明，因為許多標準器件將運行在10Mbps或更快的速度下，比這些鏈路通常所需的速度快得多。

表1：RS-485收發(fā)器及其速度舉例

電壓

電磁干擾幅度與任意信號的電壓擺幅成正比，因此減小電壓擺幅可以減小因連接而產(chǎn)生的電磁干擾。許多較新器件的額定工作電壓是3.3V，可以滿足RS-485信號標準的最低要求。在今天的許多系統(tǒng)設計中，3.3V要比5V更常用。如果使用更低的電壓，我們需要放棄什么？在這個電壓下，器件的速度和抗噪聲能力可能會下降。但如果器件的額定速度滿足要求，并且使用了屏蔽措施，那么3.3V的RS-485信號通常足夠。需要重申的是，是否需要考慮所有相關條件并查閱數(shù)據(jù)手冊，取決于設計師。為了抵抗浪涌，要在收發(fā)器輸入端增加一個電容以避免出現(xiàn)信號劣化，除非計算出來的頻率響應是信號速率(1/2波特率)的5-10倍。

RS-485的工作電壓范圍很寬，從200mV接收閾值到10V最大差分信號。2V峰-峰值通常是推薦的最小驅(qū)動電平，3.3V器件滿足這個條件，同時又能很好地與5V供電器件連接， 因而能提供合理的信噪比， 特別是對較短距離的通信來說。記住，如果你需要高速(5MHz以上)，那么你可能需要5V電源，請查閱相關的數(shù)據(jù)手冊。

電流

電磁干擾問題本質(zhì)上就是磁性問題，因此流經(jīng)端接電阻的電流被認為是引起電磁干擾的一個因素。磁性干擾比較難控制，因為銅的相對磁導率大約為1，不管附近是否有屏蔽都可能引起干擾電路的耦合。較低的瞬態(tài)電流可以減少磁性特征，最大限度地減小與鄰近其它電路的耦合。

我們?nèi)绾巫龅竭@點呢？難道端接電阻值不是固定的嗎？是的，只要線纜的“電長”相對于信號邊沿速率來 說足夠，它就不是固定的。沒有規(guī)定說不能為了工程上的其它理由而增加這個值。若關心的主要問題是敏感度而不是輻射，這個終端電阻的阻值就越小越好。不過仍然需要進行折衷，如同其它所有工程設計那樣。比較5V/120Ω系統(tǒng)和3.3V/499Ω系統(tǒng)就能發(fā)現(xiàn)，電流可以減小至1/6。

終端電阻

大多數(shù)人最初知道的電阻默認值是120Ω，分別跨接在網(wǎng)絡遠端的(+)和(-)數(shù)據(jù)端子上。但120Ω并不總是最好的選擇，選用這個原始終端原本就是為了匹配商用雙絞線阻抗。不管什么樣的應用，即使短距離應用，也不要考慮不接終端電阻，因為它能提供很好的抗噪聲能力。需要端接的理由有兩個：