信號鏈基礎知識RS-485：總線(xiàn)電流要求與收發(fā)器驅動(dòng)能力

　　越來(lái)越多的人在問(wèn)關(guān)于 EIA/TIA-485（俗稱(chēng) RS-485 數據傳輸標準）基本概念的一些問(wèn)題，這一事實(shí)表明未來(lái)數年 RS-485 仍會(huì )在各種工業(yè)接口中起到舉足輕重的作用。

　　本文中，我們將為您解答許多常見(jiàn)和最新的問(wèn)題，例如：

　　1）RS-485 收發(fā)器可以驅動(dòng)多大的總線(xiàn)電流？

　　2）可以驅動(dòng) 32 以上單位負載嗎？

　　要回答第一個(gè)問(wèn)題，我們需要研究圖 1 所示典型 RS-485 數據鏈路。我們看到，除驅動(dòng)通過(guò)端接電阻器的差分電流以外，驅動(dòng)器還必須驅動(dòng)通過(guò)許多接收機輸入阻抗的電流，以及通過(guò)位于總線(xiàn)上的故障保護網(wǎng)絡(luò )的電流。這些阻抗在差分信號線(xiàn)路和接地之間形成電流通路，同時(shí)影響了 A 和 B 信號線(xiàn)的電流，且影響程度相同。因此，可以將它們表示為共模阻抗 RCM。

　　圖 1 典型 RS-485 數據鏈路

　　為了對最大共模負載進(jìn)行定義，RS-485 使用了一個(gè)單位負載的理論概念，其定義了一個(gè) 12kΩ 共模負載電阻。這樣一來(lái)，一個(gè)單位負載 (1UL) 收發(fā)器便代表在每個(gè)接地相關(guān)總線(xiàn)端有一個(gè)RINEQ = 12 kΩ 的等效輸入電阻。

　　RS-485 規定一個(gè)收發(fā)器必須能夠驅動(dòng)高達 32 單位負載的總共模負載，同時(shí)能夠給 RD = 60Ω 差分電阻提供 VOD = 1.5 V 的差分輸出電壓。另外，該標準還要求在 VCM = –7 V 到 +12 V 共模電壓范圍保持這種驅動(dòng)能力，以便允許驅動(dòng)器和接收機接地之間的大接地電位差，其一般會(huì )出現在遠距離數據鏈路中。

　　60 Ω 差分電阻代表兩個(gè)并聯(lián) 120 Ω 端接電阻器的電阻值，而 32 單位負載得到的總共模負載電阻為 RCM = 12 kΩ / 32 = 375 Ω。共模負載條件下收發(fā)器驅動(dòng)能力測試的相應測試電路也指定為 RS-485 標準，其如圖 2 所示。

　　圖 2 共模負載的驅動(dòng)器測試電路

　　假設非反相驅動(dòng)器輸出 A 具有更高的正總線(xiàn)電壓，則其電流計算方法為：

　　而反相輸出 B 的電流計算方法如下：

　　由于數據傳輸期間 A 和 B 輸出不斷改變極性，因此最好是使用一些通用術(shù)語(yǔ)來(lái)表示輸出電流方程式。所以，更多正輸出（或者高輸出）必須拉出電流：