Терминатор полнодуплексного драйвера RS-485, где разместить терминатор?

Где правильно размещать согласующие резисторы в сетях RS-485? В частности, в полнодуплексных сетях я вижу, что в примечаниях к приложениям либо используется завершение на узле драйвера ( Maxim (стр. 15) , TI (стр. 2) ), в то время как другие предлагают иное ( ADI ). Вам действительно не нужно открывать эти таблицы данных - головоломка в основном касается этих резисторов:

введите описание изображения здесь

Не важно, нужны они вам или нет (я знаю, что в некоторых случаях все работает без них), но есть ли какие-то преимущества от их включения, когда они не нужны, или, может быть, даже недостатки? К сожалению, я не слишком знаком с теорией линий передачи, из некоторых поверхностных чтений (в частности, из этого «блога» TI ) звучит так, что наличие резистора на стороне драйвера поможет быстрее ослабить любые волны, отраженные от приемника, что должно помогите с ЭМИ. Но что думают все остальные?

Изображение приложения ADI и текст под ним о прекращении противоречат друг другу. Таким образом, изображение является концептуальной схемой и не отражает текст о том, как должны быть согласованы шины RS-485.
@Justme, вы говорите об этой строке: «... приложения RS-485 требуют завершения на главном узле и подчиненном узле, наиболее удаленном от главного»? В подразделе «Параллельная терминация» они продолжают: «В полнодуплексной конфигурации необходимо терминировать только главный приемник и наиболее удаленный ведомый приемник». Что кажется соответствующим изображению?
Нет, я имею в виду, что в «Параллельном соединении» также говорится: «Когда два или более драйвера совместно используют пару проводов, на каждом конце соединения есть согласующий резистор, равный волновому сопротивлению кабеля», что снова имеет смысл и согласуется с другие производители. Но потом они нарисовали картинку, которая не соответствует этому правилу, и вы также нашли текст, который противоречит этому правилу, которое они только что сказали.

Ответы (4)

Краткий ответ: изображение в приложении ADI противоречит тексту в приложении ADI, поэтому это в основном означает, что все источники согласны. На опубликованном вами рисунке показана полнодуплексная многоабонентская шина RS-485, в которой несколько передатчиков подключены к одной и той же шине — этого более чем достаточно, чтобы определить, что это не шина RS-422, и поэтому, по крайней мере, верхняя шина должна иметь двойное окончание. А ради симметрии или для того, чтобы разрешить размещение хост-контроллера в любом месте шины, а не только в ее конце, нижняя шина должна (или должна) также иметь двойное окончание.

Более длинный ответ: разница в том, построена ли вся сеть по стандартам RS-422 или RS-485, это касается не только чипов и разъемов, но и размещения устройств.

Спецификации RS-422 определяют, что на шине должен быть только один передатчик и до десяти приемников, а драйвер должен иметь возможность управлять только одним терминатором, который находится в конце шины. Это также означает, что передатчик также должен находиться в начале шины для предотвращения отражений. И обычно передатчик всегда включен. Таким образом, электрические характеристики не позволяют заделывать шину с обоих концов, поскольку это нарушит спецификации.

Спецификации RS-485 определяют, что передатчик должен иметь возможность управлять шиной с оконечной нагрузкой на обоих концах. Это позволяет разместить передатчик в любом месте на шине и даже разместить несколько передатчиков, если только один из них включен в данный момент времени. Но так как это полудуплекс, иногда есть две шины, чтобы сделать его полнодуплексной конфигурацией, как и в RS-422, но это позволяет использовать много устройств на полнодуплексной шине, а не только два устройства на полнодуплексной шине. дуплексная шина RS-422.

Если устройства RS-485 используются так же, как и устройства RS-422, т. е. передатчик всегда находится на одном конце шины и всегда включен, то второе оконечное устройство не является абсолютно необходимым, так как его нет и на шине RS-422. Просто, поскольку драйверы RS-485 могут управлять шиной с двойной оконечной нагрузкой, это не приносит вреда, но двойная оконечная нагрузка делает ее несовместимой с микросхемами RS-422. Но в случае с RS-485 двойное окончание позволяет размещать передатчик в любом месте шины, а не только в конце. Очевидно, что двойное окончание потребляет больше энергии, но с RS-485 с этим можно легко справиться, например, отключив драйвер, когда передача не ведется.

Таким образом, разница заключается в том, какой стандарт используется, и это ограничивает то, как подключаются шины и как устройства могут быть подключены к нему.

Спасибо за ваш ответ! Универсальность размещения передатчика - действительно хороший момент. Это, вероятно, объясняет тенденцию спецификаций и примечаний к приложениям предлагать завершать работу на обоих концах и настраивать в соответствии с потребностями (например, если у вас был один драйвер).

Это зависит от того, как выглядит топология и какая скорость передачи данных вам нужна, но я бы предпочел окончить каждый конец. Это необходимо сделать для каждой дифференциальной пары (поскольку вся идея использования оконечных нагрузок заключается в согласовании импеданса кабеля и нагрузки для уменьшения отражений и других эффектов несовпадения).

Линии передачи данных всегда должны быть терминированы, а шлейфы должны быть как можно короче, чтобы избежать отражения сигнала на линии. Правильная оконечная нагрузка требует согласования согласующих резисторов RT с волновым сопротивлением Z0 кабеля передачи. Поскольку в стандарте RS-485 рекомендуются кабели с Z0 = 120 Вт, магистраль кабеля обычно завершается резисторами на 120 Вт, по одному на каждом конце кабеля (см. Рисунок 6-1 слева).

введите описание изображения здесь

Источник: https://www.ti.com/lit/pdf/slla272

В документе у них также есть классный метод терминации для уменьшения синфазного шума, его стоит прочитать.
Спасибо, что поделились своими мыслями по этому поводу - я склонен думать так же. Вы сослались на действительно хорошее примечание к приложению от TI (у меня тоже была ссылка на него в вопросе! :). Что касается крупных производителей чипов, кажется, что в полнодуплексной системе рекомендуется заканчивать драйвер на конце линии, по крайней мере, для универсальности.
Вы имеете в виду раздельное завершение? Забавно, потому что на форумах TI говорят, что с RS-485 они сочли его не таким уж полезным, так как он больше подходит для шины CAN. Они не упоминают, почему, но я подозреваю, что это потому, что драйверам разрешено управлять синфазным сигналом от -1 до +3 вольт, а синфазный режим может варьироваться на 0,2 В между состояниями логического 0 и 1. Таким образом, разные драйверы должны заряжать шину до своего общего режима, когда они начинают передачу, и этот ток затем течет по общему обратному проводу. Мне было бы любопытно узнать больше, если это полезно или нет.
Ага, расщепленный. Я никогда не пробовал, может быть, пришло время

Терминаторы идут на физических концах линий, в основном просто, как, по крайней мере, для RS485, где может быть несколько возможных передатчиков (RS422 имеет одиночную терминацию на дальнем конце, и передатчик ДОЛЖЕН быть на одном конце шины).

Любая линия, заканчивающаяся на дальнем конце в своем характеристическом сопротивлении, выглядит для драйвера как бесконечная линия, никакая энергия не отражается.

Если вы расширите это до линии с драйвером, подключенным к ней посередине (RS485), то при условии, что оба направления завершены, драйвер увидит две «бесконечные» линии и снова никаких отражений.

Ключевым моментом, однако, является то, что в основном речь идет не о том, что видят устройства, расположенные ближе к концам линии, а о том, что видит устройство, находящееся на полпути, и именно здесь окончание действительно начинает иметь значение. Если вы рассматриваете неограниченную линию, то приемник в середине пути увидит ваш исходный сигнал плюс задержанную версию, возвращающуюся из отражения, что вполне способно все испортить, в то время как приемник в самом конце линии будет просто посмотрите на передаваемый сигнал с удвоенной ожидаемой амплитудой (в целом нормально).

Предположения могут быть неверными.

В межсетевом соединении не требуется согласования дифференциального импеданса с кабелем на оконечной нагрузке шины. Также нет никаких противоречий в терминировании обоих концов полнодуплексной шины.

Стандартным кабелем является дифференциальная витая пара с сопротивлением 120 Ом, но вы можете использовать другие кабели и изменить нагрузку в соответствии с ним.

Согласование имеет огромное значение для уменьшения пульсаций, хотя лучший метод состоит в том, чтобы сместить цепочку с ВЧ-шунтирующим колпачком на землю, разделив два резистора по 60 Ом на обоих концах для подавления помех CM.

Импеданс источника каждого драйвера часто ниже, чем у шины, и имеет сложную нелинейную зависимость от смещения напряжения, но если нет концевых отражений, то не нужно беспокоиться об отражениях от источника в каждом источнике.

Спасибо за ваши комментарии, Тони! Я не уверен, что понимаю, что вы имеете в виду, когда говорите, что нет никаких противоречий в отношении терминации на обоих концах полнодуплексной шины - по крайней мере, в техническом описании ADI прямо рекомендуется терминировать только приемники. Но опять же, я думаю, что я неправильно понимаю, что вы имеете в виду. Кроме того, если это не уведет нас слишком далеко от темы, не могли бы вы добавить немного больше информации о влиянии импеданса источника на согласование? Я видел, как это упоминалось раньше, пытался найти больше, но пока не очень повезло. Спасибо!
Кстати, я пытался задать общий вопрос, но в моем конкретном случае я работаю с несколькими сторонними устройствами RS-485, которые могут использовать или не использовать прецизионные резисторы. Итак, я подумал, что можно с уверенностью предположить, что могут быть какие-то отражения?
@avg Но изображение приложения ADI и текст под ним о прекращении противоречат друг другу. Таким образом, изображение является концептуальной схемой и не совсем верно в отношении терминации RS-485, прочитайте текст под ним, чтобы узнать.