電纜的“ 電長” 足夠， 能滿足2·tp≥tr/5，其中tp是信號沿電纜單向傳輸?shù)臅r間，tr是來自指定驅(qū)動器 的信號上升時間(10%-90%；請參考后面根據(jù)速度因子計算的信號傳輸時間)。如果電纜的“電長”不夠，那么在調(diào)整終端(Rt)值時就可以更加靈活。這是選用慢速驅(qū)動器來滿足應用要求的另一個理由。

*敏感度： *如果沒有任何端接，SN75HVD12DR的接收器輸入阻抗(單端)估計在109kΩ左右(基于最大輸 入電流指標和引腳上的12V電壓)。這么高的輸入阻抗很容易受到PCB或電纜內(nèi)鄰近信號的串擾(如果屏蔽層內(nèi)的電纜超過一對)。通過并聯(lián)端接電阻可以降低這個阻抗值，最大程度地減小串擾，但代價是功耗會增大。建議做適當?shù)恼壑?，永遠不要放棄“免費的”抗噪聲性能，一定要包含一定數(shù)值的終端。

優(yōu)化端接電阻

需要回答的第一個問題是： 電纜的“電長”夠嗎？然后我們就能確定是否需要將電阻Rt與電纜阻抗匹配。回答這個問題可以從上面的等式2·tp≥tr/5開始。

加入前面驅(qū)動器的上升時間可以得到2·tp≥100ns/5，這樣就得到了最大10ns的信號傳輸時間tp。這意味著從驅(qū)動器到對端電纜末端所需時間不到10ns(在到達第一個端接電阻之前)。接下來根據(jù)電纜電介質(zhì)(及其速度因子)計算如何將這個要求轉(zhuǎn)換為電纜長度。速度因子是信號沿著導體/電介質(zhì)傳播的速度與光在真空中傳播速度之比。

VF(速度因子)=1/√εr (εr=相對介電常數(shù)或介電常數(shù)；例如，聚乙稀，εr=2.25)

因此速度=c·VF或c/√εr

例子：百通公司規(guī)定#9841電纜的速度因子為66%(絕緣體是聚乙稀，由上述公式計算得到66.6%)。如果沒有規(guī)定VF，可以查找介電材料，然后用上述公式計算。

先計算電纜的最大長度(使用上面的100ns驅(qū)動器和10ns最大tp)，然后找出與電纜阻抗匹配的端接電阻：

低功耗考慮

在這個例子中，長度小于1.98m(比如嵌入式應用機箱)的電纜不需要與之相配的端接電阻。那么如何選擇Rt呢？可以不使用。然而如前所述，阻值較低的電阻可以減小敏感度。499Ω是一個好的起始值。對于5V信號，當電阻從120Ω變?yōu)?99Ω時，每個電阻的靜態(tài)功耗將從208mW下降到50mW。與無端接情況相比，這種做法有助于降低功耗和敏感度，從而實現(xiàn)魯棒的通信鏈路。

對于非電池驅(qū)動的應用，我們?yōu)槭裁催€要關(guān)心功耗呢？SMT元件在設(shè)計中已經(jīng)變得非常小。一個0603 電阻的額定功率是100mW，若降額因數(shù)為50%，留給我們用的功率就只有50mW。499Ω的0603電阻滿足要求，而208mW的原始設(shè)計需要1210尺寸的電阻。更高阻值的電阻有助于減小設(shè)計尺寸， 并使鏈路更加魯棒。3.3V/499Ω信號則允許使用0402的端接電阻。

低功耗也意味著3.3V或5V電壓軌可以不用電荷泵穩(wěn)壓器，這樣可以減少器件數(shù)量，從而降低總成本。舉例來說，凌力爾特公司的LTC3255可以采用4-48V直流輸入，但輸出限制為50mA。

管理共模電壓

雖然RS-485是一種差分網(wǎng)絡，但要想正確工作，必須滿足有限共模(CM)電壓限制要求。這意味著如果它們彼此呈懸浮態(tài)，則從一個節(jié)點到另一個節(jié)點需要一條地線。共模電壓可能來自數(shù)字信號(使用二極管/電容)，但一般來說它不抗噪。為了控制從一個模塊到另一個模塊的噪聲，可以在地線上串聯(lián)一個電 感。這樣不僅可以通過任一根數(shù)據(jù)線控制直流共模電壓，還能最大限度地減小射頻回流。通常1μH的電感就可以提供很好的保護，因為它的阻抗在200MHz頻率時超過1kΩ，但又不會因太高而干擾1Mbps或以下的通信。也可以采用共模扼流圈來提供額外的射頻保護。

屏蔽

控制電磁干擾并不是說所有接地都懸浮于大地之上。一般來說，屏蔽層(如果用的話)的一端會連到末端的信號地或具有地線的節(jié)點，而屏蔽層的另一端則處于懸浮狀態(tài)。在有可能發(fā)生嚴重磁性干擾的情況下，可能要求將屏蔽層的兩端都接地。當電纜長度超過10m時，遠端的屏蔽接地將被轉(zhuǎn)換為“軟地”(使用電容)，以便通過屏蔽層(連接遠程地)最大限度地減小低頻干擾。使用電壓源和寄生電容的噪聲模型連接在相對地、導體和屏蔽層之間，這是一種明智的做法。圖2中為基本的屏蔽構(gòu)建了噪聲模型。

圖2：基本屏蔽結(jié)構(gòu)的噪聲建模

總結(jié)

RS-485實現(xiàn)了能夠?qū)闺姶鸥蓴_的簡單網(wǎng)絡，但在應用中必須理解各種選項，并運用合理的工程原理。在眾多選項中， 不要簡單地選用自己見過或用過的器件。市場上不斷推出新器件，應綜合考慮傳輸長度、器件速度、功耗要求以及將使用的電纜類型再做出選擇。正確的選擇有助于設(shè)計的最后成功。