在设计PLC时,RS485通信的可靠性,其实很多时候就卡在匹配电阻上。这事儿得看情况,不是所有长距离通信都需要它,但有些特定场景下,它就是必须的。
为什么需要匹配电阻?
它的核心作用就是减少信号的反射。想象一下,电信号在导线上传播的速度大约是2*10^8m/s,当信号从源端发送到末端,如果阻抗不匹配,就会有一部分信号反射回来。
这个反射回来的信号,又会反向传播到源端,跟源端的信号叠加在一起,结果就是破坏了源端的信号。
最怕的就是这种反射信号刚好影响到下一个bit的信号,造成误码。
怎么判断是否需要?
关键就在于信号在导线上一个来回的传播时间,如果这个延时时间跟信号的周期相当,就会出问题。
我们可以用一个简单的公式来估算:
信号在导线上一个来回的传播时间 =2L/(2×10^8)
这里的L是导线的长度。
如果这个延时时间可以认为为1/10的信号周期,那么当2L/(2×10^8 )> 0.1/f时,就需要考虑反射对信号的影响了。
一个参考数据
信号在导线上的反射,每100m的延时大约为1us。
两个关键波特率
波特率为9600bps的信号,一个bit信号的脉宽为104us。
波特率为19200bps的信号,一个bit的脉宽为52us。
需要匹配电阻的两种情况
根据上面的计算,以下两种情况就需要在首端和末端加上匹配电阻,避免信号反射造成的误码:
1. 当波特率为9600bps,且RS485总线的最长距离大于500米时。
2. 当波特率大于等于19200bps时。
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