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图8

五、rs-422与rs-485传输线上匹配的一些说明

对rs-422与rs-485总线网络一般要使用终接电阻进行匹配。但在短距离与低速率下可以不用考虑终端匹配。那么在什么情况下不用考虑匹配呢？理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国maxim公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。例如具有限斜率特性的rs-485接口max483输出信号的上升或下降时间最小为250ns，典型双绞线上的信号传输速率约为0.2m/ns（24awg pvc电缆），那么只要数据速率在250kb/s以内、电缆长度不超过16米，采用max483作为rs-485接口时就可以不加终端匹配。

一般终端匹配采用终接电阻方法，前文已有提及，rs-422在总线电缆的远端并接电阻，rs-485则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。终接电阻一般在rs-422网络中取100ω，在rs-485网络中取120ω。相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。

另外一种比较省电的匹配方式是rc匹配，如图9。利用一只电容c隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容c的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。

还有一种采用的匹配方法，如图10。这种方案虽未实现真正的“匹配"，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。节能。

六、rs-422与rs-485的接地问题

电子系统接地是很重要的，但常常被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统不能稳定工作甚至危及系统安全。rs-422与rs-485传输网络的接地同样也是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传输距离较远的情况下，对于接地的要求更为严格。否则接口损坏率较高。很多情况下，连接rs-422、rs-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“a"、“b"端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有下面二个原因：

1．共模干扰问题：正如前文已述，rs-422与rs-485接口均采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，如rs-422共模电压范围为-7～+7v，而rs-485收发器共模电压范围为-7～+12v，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。以图11为例，当发送驱动器a向接收器b发送数据时，发送驱动器a的输出共模电压为vos，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差vgpd。那么，接收器输入端的共模电压vcm就会达到vcm=vos+vgpd。rs-422与rs-485标准均规定vos≤3v，但vgpd可能会有很大幅度（十几伏甚至数十伏），并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入vcm超出正常范围，并在传输线路上产生干扰电流，轻则影响正常通信，重则损坏通信接口电路。

图11

2．（emi）问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

由于上述原因，rs-422、rs-485尽管采用差分平衡传输方式，但对整个rs-422或rs-485网络，必须有一条低阻的信号地。一条低阻的信号地将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压vgpd被短路。这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。

值得注意的是，这种做法仅对高阻型共模干扰有效，由于干扰源内阻大，短接后不会形成很大的接地环路电流，对于通信不会有很大影响。当共模干扰源内阻较低时，会在接地线上形成较大的环路电流，影响正常通信。笔者认为，可以采取以下三种措施：

（1） 如果干扰源内阻不是非常小，可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高，但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。

（2） 采用浮地技术，隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的一种方法，当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效，此时可以考虑将引入干扰的节点（例如处于恶劣的工作环境的现场设备）浮置起来（也就是系统的电路地与机壳或大地隔离），这样就隔断了接地环路，不会形成很大的环路电流。

（3） 采用隔离接口。有些情况下，出于安全或其它方面的考虑，电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮，这时可以采用隔离接口来隔断接地回路，但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。参见图12。