部偏置電阻計(jì)算

一、單位負(fù)載

RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一個(gè)驅(qū)動(dòng)器必須能夠通過兩個(gè)120Ω終端電阻并聯(lián)最多32個(gè)單位負(fù)載驅(qū)動(dòng)一個(gè)最小的1.5V差分信號(hào);

通過在一個(gè)總線引腳上將輸入電壓從-7V掃到12V，另一個(gè)總線引腳保持接地，然后測量輸入漏電電流，來確定單位負(fù)載參數(shù);

標(biāo)準(zhǔn)中的-7V和12V的界限是為了允許驅(qū)動(dòng)器輸出和接收器之間有高達(dá)±7V的地電勢差(GPD)，驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓在GND和5V之間變化，因此，-7V代表接收器是通過驅(qū)動(dòng)器以-7V的GPD驅(qū)動(dòng)總線的低電平; 而12V代表接收器是通過驅(qū)動(dòng)器以7V的GPD驅(qū)動(dòng)總線的高電平;

一個(gè)單位負(fù)載相當(dāng)于12V時(shí)的1mA輸入漏電流，這個(gè)負(fù)載代表一個(gè)相對(duì)于地的單端負(fù)載，一個(gè)簡單的方法是，單位負(fù)載相當(dāng)于從A或B總線引腳到地的12KΩ電阻。

部分RS-485接收器額定具有1/4或1/8單位負(fù)載，這意味著可以掛載更多數(shù)量的連接器，有關(guān)單位負(fù)載和接收器輸入阻抗對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：

測試電路：

二、外部電阻計(jì)算

對(duì)于小于100米的短網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，在總線一端提供偏置電路即可，如圖所示

上下拉電阻RB為總線提供空閑狀態(tài)時(shí)的偏置電壓，為了簡化，如下圖

REQ代表連接到總線的所有收發(fā)器的等效輸入電阻，RT1和RT2為終端電阻;

在推到處計(jì)算電阻值的方程式之前，我們要確定線路終端和共模負(fù)載必須滿足的條件：

2.1沒有偏置網(wǎng)絡(luò)的電纜端用RT1端接，其值應(yīng)與電纜的特性阻抗Zo相等

2.2在有偏置電阻這端，等效電阻必須匹配線纜阻抗Zo

2.3RS-485規(guī)定了最大的共模負(fù)載，符合標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器必須能夠驅(qū)動(dòng)32個(gè)單位負(fù)載UL，一個(gè)單位負(fù)載為12KΩ，因此32個(gè)UL的總共模負(fù)載為RCM=375Ω; 由于偏置電阻除了等效收發(fā)器輸入阻抗還存在共模負(fù)載，因此RB和REQ組合必須大于或等于RCM，即：

推導(dǎo)過程如下，根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流

再根據(jù)上述1、2、3的要求：

舉例說明：

Zo=120Ω，最小供電電壓為4.75V(5V供電，紋波5%)Vab=300mV(按照200mV+100mV噪聲裕量設(shè)計(jì))

選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻RB=470Ω

選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻RT2 = 138Ω

由于外部電阻會(huì)帶來額外的共模負(fù)載，因此有必要確定收發(fā)器單元負(fù)載的最大數(shù)量nul，它可以在不低于RCM=375Ω的情況下加載到總線;

nul是一個(gè)單位負(fù)載與收發(fā)器的輸入阻抗之比：N=12KΩ/REQ

則：

根據(jù)上述計(jì)算RB=470Ω,則

若收發(fā)器的輸入阻抗為1/8UL，可以接6.4/1/8 = 51個(gè)