RS-485总线的负载能力和通讯电缆长度之间的关系

2021-06-10 09:30

在设计RS-485总线组成的网络配置（总线长度和带负载个数）时，应该考虑到三个参数：纯阻性负载、信号衰减和噪声容限。现在要讨论的是噪声容限（NoiseMargin），RS-485总线接收器的噪声容限至少应该大于200mV。

在实际应用中，为了提高总线的抗干扰能力，我们一直希望系统的抗噪声能力优于EIARS-485标准。从下面的公式能看出总线带负载的多少和通讯电缆长度之间的关系：Vend=0.8（Vdriver-Vloss-Vnoise-Vbias）

其中：Vend为总线末端的信号电压，在标准测定时规定为0.2V；Vdriver为驱动器的输出电压（与负载数有关。负载数在5～35个之间，Vdriver=2.4V；当负载数小于5，Vdriver=2.5V；当负载数大于35，Vdriver≤2.3V）；Vloss为信号在总线中的传输过程中的损耗（与通讯电缆的规格和长度有关），由标准电缆的衰减系数，根据公式衰减系数b=20lg（Vout/Vin）可以计算出Vloss=Vin-Vout=0.6V；Vnoise为噪声容限，在标准测定时规定为0.1V；Vbias是由偏置电阻提供的偏置电压（典型值为0.4V）。

上式中乘以0.8是为了使通信电缆不进入满载状态。从上式可以看出，Vdriver的大小和总线上带负载数的多少成反比，Vloss的大小和总线长度成反比，其他几个参数只和用的驱动器类型有关。因此，在具有选定驱动器的RS-485总线上，当通信波特率固定时，负载的数目与信号传输的最大距离直接相关。具体关系是：

在总线允许范围内，负载越大，信号传输距离越小；负载数据越少，信号传输越远。