RS485通訊中匹配電阻的選擇
這 485 RS-485匯流排是一種常用的差分訊號傳輸方式，具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、節點數量多等優點，廣泛應用於通訊、工業自動化等領域。為確保通訊穩定性，設備通常採用隔離式RS-485模組進行訊號隔離。然而，在RS-485實際組網過程中，可能會出現通訊無法建立或出現錯誤的情況。此時，需要在A線和B線上分別添加上拉電阻和下拉電阻。本文將分析並解釋如何添加這些電阻以及應使用哪些阻值。
一、485號公車的運作原理
根據RS-485標準，485匯流排透過兩條線（A和B）傳輸差分訊號。接收器的接收靈敏度為±200mV。
- 當 A 和 B 之間的電壓差 VAB=UA-UB ≥+200mV 時，485 收發器輸出高電平，邏輯值為 1；
- 當 A 和 B 之間的電壓差 VAB=UA-UB
- 當 A 和 B 之間的電壓差為 -200mV≤VAB=UA-UB≤+200mV 時，485 收發器可能會輸出高電平或低電平，表示不確定狀態。
- 為什麼我們需要上拉電阻和下拉電阻？
當 485 匯流排空閒時，所有 485 收發器都處於接收狀態，沒有收發器驅動匯流排。由於總線上沒有訊號源產生差分電壓，此時 A 和 B 訊號線上的電壓基本上相同，即 VAB = UA - UB ≈ 0。
當485匯流排處於開路狀態時，某一485收發器與匯流排斷開連線。由於斷開連接的收發器不再影響匯流排，其餘收發器之間的差分電壓也基本上為零。
當485收發器的輸出不足以在A、B兩點之間產生200mV的電壓差時，485匯流排訊號狀態將無法反映發送器的狀態，接收器也無法正確辨識訊號。為了防止485匯流排進入不確定狀態，我們可以在A、B訊號線上分別接入上拉電阻和下拉電阻（通常A端接入上拉電阻，B端接入下拉電阻），以確保總線在空閒或開路狀態下具有固定的差分電壓，從而避免因不確定狀態導致的通訊錯誤或故障。
- 如何選擇上拉電阻和下拉電阻
在選擇下拉電阻或上拉電阻時，我們應該如何確定適當的電阻值？
如果上拉電阻和下拉電阻過大，收發器的驅動能力將不足，無法保證總線在空載或開路狀態下的差分電壓大於 +200mV 或小於 -200mV，這可能會導致通訊不穩定或故障。
如果上拉電阻和下拉電阻太小，超過了 RS485 收發器的驅動能力和輸出電壓，也會導致通訊失敗。
假設有 n485 個節點，包括 m 個上拉電阻和下拉電阻。上拉電阻和下拉電阻的電阻值均為 R（通常上拉電阻 Ru 和下拉電阻 Rd 的電阻值相同）。收發器的輸入電阻為 Rin，匯流排兩端各有一個終端電阻 Rt。那我們有：
將上述兩個方程式的左右兩邊相加，重新排列後可得：
在這個公式中，我們將母線A端和B端之間的電壓差定義為至少200mV，因此我們可以將這個公式簡化為：
利用這個公式，我們可以根據實際節點數來確定上拉電阻和下拉電阻的值。然而，根據該公式計算出的結果僅為理想值。在實際應用中，需要綜合考慮485收發器的輸入阻抗、功耗、驅動能力和匯流排長度等因素，以確保通訊的穩定性和可靠性。