RS485总线加终端电阻可能存在的问题

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尽管终端电阻能有效减少信号反射、提高信号质量，但它也引入了一系列问题，需要在设计中谨慎考虑。

7 e1 q- f( m  v9 ]以下是几个常见问题的详细分析：
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6 n7 v. o8 O2 w降低驱动信号幅值
& u! A  s0 m. K5 K3 P当终端电阻接入RS-485总线时，会显著降低驱动信号的差分幅值。总线上负载的增大导致RS-485收发器的输出差分电压幅值下降。

例如，在5米、500kbps的通信距离下，未加终端电阻与加终端电阻的波形对比如图1和图2所示。
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! Z" E$ V) _; O7 y通过波形图可以看出，添加终端电阻后，驱动信号幅值大约减少了2V，对信号强度产生明显影响。
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图1 - 5m 500kbps 无终端电阻波形
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( S& F: t9 i# _4 P7 _0 ]+ x9 t! d图2 - 5m 500kbps 加终端电阻波形
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% Z7 a. t1 }. C0 P/ R0 X" Q- c* @增大通信线压降
增加终端电阻会使通信线路中的电流增大，进而导致线路上的压降增加。通信距离越长，压降影响越显著。
2 w; {8 ~9 S5 b1 X+ \
例如，在1200米、115.2kbps的测试条件下（使用0.75mm2通信线），首端与末端的信号波形对比如图3和图4所示。
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可以看到，由于压降的影响，末端信号相较于首端信号下降了大约0.7V，这种差异会影响接收端的信号完整性。

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$ k# P. G0 R9 @  x7 A图3 - 1200m 115.2kbps 首端波形（加终端电阻）

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图4 - 1200m 115.2kbps 末端波形（加终端电阻）
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& ?7 J4 G2 V; j7 u* `# n0 {增大收发器功耗
终端电阻的引入对RS-485收发器的功耗有明显影响，特别是在驱动状态时。
9 K' i6 R& D, J8 l4 \" L4 s- g
以RSM485ECHT为例：
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接收状态：工作电流约为20mA。

驱动状态（无终端电阻）：工作电流为27mA左右。

驱动状态（加终端电阻）：工作电流上升至83mA。
" i+ {5 ~8 O: T. M# r+ t4 Y! U
; H/ G, g, o2 N5 `, b$ G& h从数据中可以明显看出，终端电阻在驱动状态下显著增加了功耗。
; m7 p' R9 `3 o. ]" c* X, T
因此，在对功耗敏感的应用场景中，应谨慎使用终端电阻。
; d1 b% W5 x$ e" D  }4 R4
* s# ]9 D: e" Q: V降低总线空闲时的差分电压
& s6 A0 y  \/ O. C在RS-485总线空闲时，终端电阻会导致差分电压的降低，尤其是在两个模块都处于接收状态时。
0 A4 @: {  [' E/ M5 I
* L  n+ w' l+ N! ?7 O/ |图5展示了两个RSM485ECHT模块的通信等效示意图。
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! U3 ]' s0 X) O; _; V& G) }& _图5 - RSM485ECHT通信等效示意图
# y7 [# [6 ?! ~: ^/ j$ y
6 B% x  ?! |7 R8 ?5 s% E- b通过基尔霍夫电流定律，可以对节点A和节点B的电流进行分析，得到以下公式：

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其中：

RPUD：RSM485ECHT内部上/下拉电阻，120kΩ；

RIN：RSM485ECHT输入阻抗，96kΩ。

根据公式计算得出的AB间差分电压仍然保证在-200mV到-40mV的范围内，符合RSM485ECHT的门限电平要求，确保总线空闲时不会误接收数据。
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# y( h2 G: Z- ^! Y9 i) C8 g' `然而，对于门限电平在-200mV到+200mV范围的RS-485收发器，空闲时的差分电压可能进入不确定状态，增加误接收的风险。
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通过对终端电阻的详细分析，可以看出其对信号幅值、功耗、以及总线空闲状态的电压水平都具有重要影响。
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在具体应用中，需要根据通信距离、功耗要求、设备特性等综合因素来决定是否使用终端电阻。
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