摘要：介紹RS-485網絡的正確連接方法，包括雙絞線布線及正確安裝匹配電阻的建議。列出了正確端接和錯誤端接下的接收器波形。給出了從簡單的單發送器/多接收器網絡到多個收發器及多個分支電路的配置。

本應用筆記提供連接RS-485網絡的基本指南。RS-485規范(官方稱為TIA/EIA-485-A)沒有特別規定應該如何連接RS-485網絡。盡管如此，規范還是給出了一些指南。這些指南和良好的工程實踐是本應用筆記的基礎。然而，本文提出的建議并不能涵蓋設計網絡的所有不同方式。

RS-485在多個位置之間發送數字信息。數據率可高達10Mbps，有時候甚至更高。RS-485設計主要用于在較長距離內傳輸信息，其能力完全可滿足1000米的距離。RS-485能夠成功實現的傳輸距離和數據率很大程度上依賴于系統的接線方法。

接線

RS-485的設計為平衡系統。簡單地說，使用兩根線傳輸信號，沒有地。

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圖1. 平衡系統使用兩根線傳輸數據，沒有地。

系統之所以稱為是平衡的，是因為理想情況下其中一根線上的信號與另一根線上的信號嚴格相反。也就是說，如果一根線發送的為高電平，另一根線將發送低電平，反之亦然，見圖2。

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圖2. 平衡系統中兩根線上的信號嚴格相反。

盡管RS-485可使用多種類型的介質進行成功傳輸，但應使用通常稱為“雙絞線”的接線方法。

什么是雙絞線？為什么使用雙絞線？
顧名思義，雙絞線是一對等長、纏繞在一起的電線。RS-485兼容的發送器與雙絞線配合使用可降低設計高速長距離網絡的兩個主要故障源：輻射EMI和接收EMI。

輻射EMI

如圖3所示，當利用快速變化的邊沿發送信息時，就會產生高頻成分。由于RS-485能夠以較高數據率進行傳輸，快速變化的邊沿就必不可少。

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圖3. 125kHz方波及其FFT圖。

快速變化的邊沿中不可避免的高頻成分與長連接線相耦合，會產生輻射EMI。采用雙絞線的平衡系統使系統成為沒有效率的輻射體，可降低這種影響。其工作原理很簡單：由于傳輸線上的信號相等、極性相反，每根線上輻射的信號也相當、極性相反。這就存在彼此抵消的效果，意味著不存在凈輻射EMI。然而，這種結果基于一個前提：連接線長度嚴格相等、位置嚴格相同。由于兩根線不可能同時處于相同的位置，所以兩根線應盡量彼此靠近。將兩根線纏繞在一起，之間的距離就非常有限，有助于抵消剩余的EMI。

接收EMI

接收EMI基本上與輻射EMI的問題相同，但方向相反。RS-485系統中使用的線纜也作為天線接收有害信號。這些有害信號會造成有用信號失真，如果足夠嚴重，會引起數據錯誤。與雙絞線有助于防止輻射EMI的原因相同，雙絞線也有助于降低接收EMI的影響。由于兩根線彼此靠近并纏繞在一起，一根線上接收的噪聲將傾向于與另一個線上接收的噪聲相同。這種類型的噪聲被稱為“共模噪聲”。由于RS-485接收器設計用于檢測彼此極性相反的信號，所以很容易抑制共模噪聲。

雙絞線的特征阻抗

根據電纜的幾何結構以及所用絕緣材料的不同，雙絞線的“特征阻抗”一般由制造商給出。RS-485規范推薦但沒有特別規定特征阻抗應為120Ω。推薦這一阻抗是RS-485規范中計算最差工作條件負載以及共模電壓范圍所必需的。規范沒有特別規定該阻抗可能是出于靈活性考慮。如果因為某種原因不能使用120Ω電纜，建議重新計算最差工作條件負載(可使用的發送器和接收器數量)和最差工作條件共模電壓范圍，以確保所設計的系統能夠正常工作。行業標準TSB89《ATIA-EIA-485-A應用指南》1中有一章專門介紹了這些計算。

每個發送器的雙絞線對數量

在理解了要求的傳輸線類型后，讀者可能會問：一個發送器能夠驅動幾對雙絞線？簡單回答就是：只能一對。盡管發送器在特定環境條件下有可能驅動多個雙絞線對，但這不符合規范。