介紹了RS-422單向、RS-485全雙工和PROFIBUS數據傳輸系統的電氣規格。考慮靜電放電 (ESD) 保護、數據速率和負載條件。介紹了分數單位負載的概念。
RS-485標準由兩個行業協會聯合制定:電子工業協會(EIA)和電信工業協會(TIA)。EIA曾經用前綴“RS”(推薦標準)標記其所有標準。許多工程師繼續使用此名稱,但EIA/TIA已正式將“RS”替換為“EIA/TIA”,以幫助確定其標準的起源。如今,RS-485標準的各種擴展適用于各種應用。
RS-485和RS-422標準具有許多相同的屬性,因此經常被混淆。下表比較了不同的標準。RS-485規定了雙向和半雙工數據傳輸,是唯一允許在“總線”配置中使用多個接收器和驅動器的EIA/TIA標準。相反,RS-422 EIA/TIA標準規定了具有多個接收器的單個單向驅動器。因此,RS-485器件向后兼容,可與RS-422器件互換。但是,RS-422驅動器不應在RS-485系統中使用,因為它們不能放棄對總線的控制。
RS-422 | RS-485 | 普羅菲布斯 | |
操作模式 |
差分單向 多點 |
差分全雙工 多點 |
差分全雙工 多點 |
允許的 Tx 和 Rx 的編號 | 1 發射,10 接收 | 32 發射,32 接收 | 32 發射,32 接收 |
最大電纜長度 | 4000英尺長 | 4000英尺長 | 4000英尺長 |
最大數據速率 | 10Mbps | 10Mbps | 40Mbps |
最小驅動器輸出范圍 | ±2V | ±1.5V | ±2.1V |
最大驅動器輸出范圍 | ±5V | ±5V | ±5V |
最大驅動器短路電流 | 150毫安 | 250毫安 | 250毫安 |
發射負載阻抗 | 100Ω | 54Ω | 54Ω |
接收輸入靈敏度 | ±200mV | ±200mV | ±200mV |
最大接收輸入電阻 | 4kΩ | 12kΩ | 12kΩ |
接收輸入電壓范圍 | ±7V | ?7V至+12V | ?7V至+12V |
接收邏輯高電平 | >200mV | >200mV | >200mV |
接收邏輯低電平 | <200mV | <200mV | <200mV |
普羅菲布斯
PROFIBUS 是一種基于 RS-485 型收發器的通信標準。它適用于工業控制網絡。PROFIBUS 規范涵蓋軟件協議、連接器類型和差分終端網絡。
靜電防護
RS-485和RS-422系統的差分信號路徑在存在噪聲的情況下提供可靠的數據傳輸,并且還能夠抑制大共模電壓。為了防止與靜電放電(ESD)相關的更高電壓水平,需要不同類別的保護。
人體的帶電電容使人只需輕輕一按即可破壞集成電路。在安裝接口電纜的過程中,這種接觸很容易發生。為了防止ESD損壞,ADI公司的接口IC采用了“ESD結構”。ESD 結構可保護發射器輸出、接收器輸入、數字接口連接以及與 RS-422/RS-485 收發器的模擬連接免受高達 ±15kV 的 ESD 電平的影響。
ADI公司通過以200V增量重復測試IC端子來驗證高達±15kV的一系列電平,從而保證指定的ESD保護。具有此額定值的設備(根據人體模型或 IEC 1000-4-2 規范)由部件號上的附加“E”后綴指定。有關ESD保護的更多信息,請參閱標題為“ADI公司在ESD保護方面處于領先地位”的應用筆記。
數據速率和驅動程序加載
提供給RS-485/RS-422驅動器的負載根據單位負載進行量化,單位負載定義為一個標準RS-485接收器(12kΩ)的輸入阻抗。因此,標準RS-485驅動器能夠驅動32個單位負載(32個并聯12kΩ負載)或375Ω。某些RS-485接收器的輸入阻抗為48kΩ(1/4單位負載)甚至96kΩ(1/8單位負載),多達128或256個相應的接收器可以連接到單個RS-485總線。接收器類型的任意組合都可以連接在一起,前提是它們的并聯阻抗不超過32個單位負載(R負荷> 375Ω).
高數據速率的后果
更快的傳輸要求驅動器輸出端有更高的壓擺率,而更高的壓擺率會產生更高水平的電磁干擾(EMI)。一些RS-485收發器通過限制其壓擺率來最大限度地降低EMI。較低的壓擺率還有助于控制由快速轉換、高數據速率或長電纜引起的反射。對于最小化反射至關重要的是與電纜特性阻抗相匹配的端接電阻。常見的RS-485電纜(一對雙絞線24AWG線)應在兩端端接一個120Ω電阻。
審核編輯:郭婷
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