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        行業動態

        RS485總線詳解

        RS485是一個電氣標準,描述了接口的物理層,像協議、時序、串行或并行數據以及鏈路全部由設計者或更高層協議定義。RS485定義的是使用平衡(也稱作差分)多點傳輸線的驅動器和接收器的電氣特性。
         
        優點:

        1. 差分傳輸增加噪聲抗擾度,減少噪聲輻射;
        2. 長距離鏈路,最長可達4000英尺(約1219米);
        3. 數據速率高達10Mbps(40英寸內,約12.2米);
        4. 同一總線可以連接多個驅動器和接收器;
        5. 寬共模范圍允許驅動器和接收器之間存在地電位差異,允許最大共模電壓-7~12V。

        信號電平:

        RS-485能夠進行遠距離傳輸主要得益于使用差分信號進行傳輸,當有噪聲干擾時仍可以使用線路上兩者差值進行判斷,使傳輸數據不受噪聲干擾。


         
        RS-485差分線路包括以下2個信號:
        A:非反向信號
        B:反向信號
        也可能會有第3個信號,為了平衡線路正常動作要求所有平衡線路上有一個共同參考點,稱為SC或者G。該信號可以限制接收端收到的共模信號,收發器會以此信號作為基準值來測量AB線路上的電壓。RS-485標準中提到:
        若是MARK(邏輯1),線路B信號電壓比線路A高
        若是SPACE(邏輯0),線路A信號電壓比線路B高
        為了不引起分歧,一種常用的命名方式是:
        TX+ / RX+ 或D+來代替B(信號1時為高電平)
        TX- / RX- 或D-來代替A(信號0時為低電平)

        閾值電壓:

        如果發射器輸入端收到邏輯高電平(DI=1),則線路A電壓高于線路B(VOA>VOB);如果發射器輸入端接收到邏輯低電平(DI=0),則線路B電壓高于線路A(VOB>VOA)。如果接收器的輸入端線路A電壓高于線路B(VIA-VIB>200mV),則接收器輸出為邏輯高電平(RO=1);如果接收器的輸入端線路B電壓高于線路A(VIB-VIA>200mV),則接收器輸出邏輯低電平(RO=0)。


         
        單位負載(UL)

        RS-485總線上的驅動器和接收器最大數量取決于它們的負載特性。驅動器和接收器的負載都是相對單位負載而衡量的。485標準規定一根傳輸總線上最多可以掛接32個單位負載。


         
        工作模式

        總線接口可以設計為如下兩種方式:
        半雙工(Half-Duplex)RS-485
        全雙工(Full-Duplex)RS-485
        關于多個半雙工總線配置如下圖所示,一次只能在一個方向傳輸數據。


         
        關于全雙工總線配置如下圖所示,允許主從節點之間雙向同時通信。


         
        總線終端和分支長度

        為避免信號反射,當線纜長度很長時數據傳輸線必須有終點,并且分支長度盡可能的短。正確的終端需要終端電阻RT匹配,其值為傳輸線的特性阻抗Z0。RS-485標準建議線纜的Z0=120Ω。電纜干線通常終端匹配120Ω的電阻,線纜的末尾處各一個。
         


        分支的電氣長度(收發器和電纜干線的導線距離)應小于驅動器上升沿時間的十分之一:
        LStub ≤ tr * v * c/10
        LStub= 最大分支長度(單位英尺)
        tr= 驅動器(10/90)上升沿時間(單位ns)
        v = 信號在電纜上傳輸的速率相對于光速的比率
        c = 光速(9.8*10^8ft/s)
        太長的分支長度會導致信號發射反射影響阻抗,下圖是長分支長度與短分支長度波形對比:




         
        數據速率和電纜長度:

        使用高數據速率時,只能使用較短線纜。使用低數據速率時,可以使用較長的線纜。對應低速率應用,電纜的直流電阻通過在電纜壓降增加了噪聲裕量,限制了電纜長度。使用高速率應用時,電纜的交流效應限制了信號質量,限制電纜長度。下圖提供了較為保守的電纜長度和數據速率變化曲線。


         
        深圳中菱科技有限公司,自2013年成立以來,一直致力于輪式機器人行業,研發、生產和銷售性能穩定的輪轂伺服電機和驅動器。其高性能伺服輪轂電機驅動器ZLAC8015、ZLAC8015D和ZLAC8030L,采用CAN/RS485總線通訊,分別支持CANopen協議的CiA301、CiA402子協議/modbus-RTU協議,最多可掛載16個設備;支持位置控制、速度控制和轉矩控制等工作模式,適用于各種場合的機器人,大大推進了機器人行業的發展。更多關于中菱科技輪轂伺服驅動器的信息,敬請關注:www.se0503.com.

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