can總線終端電阻在哪個模塊（CAN及485總線中終端電阻的作用）

2023-05-28 14:44:27

【電車資源EV江湖 ZLG致遠電子】簡單的來說，終端電阻的存在就是為了消除在通信電纜中的信號反射而存在的，因此總線都需要增加終端電阻?但實際並非如此!在某些情況下終端電阻可能會影響信號質量，本篇文章為大家深度解析CAN/RS-485總線的終端電阻設置。

如果我們查詢百度百科，終端電阻的檔案似乎十分清白：

仿佛在通訊鏈路的首末兩端加上這樣一個法寶，即可避免信號的反射，使信號的傳播更為順暢。這樣說雖然沒有錯誤，但仍有些細枝末節沒能捋出頭緒。下面讓我們來看看CAN總線和485總線中終端電阻的情況如何?

一、CAN總線：

CAN總線中，終端電阻是必不可少的。它存在的意義主要包括兩點： 可以確保電平快速進入隱性狀態； 提升信號質量。

1、確保電平快速進入隱性狀態

在顯性狀態期間，總線的寄生電容會被充電，而在恢復到隱性狀態時，這些電容需要放電。如果CANH、CANL之間沒有放置任何阻性負載，電容只能通過收發器內部的差分電阻放電。我們在收發器的CANH、CANL之間加入一個220PF的電容進行模擬試驗，位速率為500kbit/s，波形如下圖所示。

CAN總線 220pf無終端電阻

CAN總線 220pf增加終端電阻

2、提高信號質量

信號在較高的轉換速率情況下，信號邊沿能量遇到阻抗不匹配時，會產生信號反射；傳輸線纜橫截面的幾何結構發生變化，線纜的特徵阻抗會隨之變化，也會造成反射。

在總線線纜的末端，阻抗急劇變化導致信號邊沿能量反射，總線信號上會產生振鈴，若振鈴幅度過大，就會影響通信質量。在線纜末端增加一個與線纜特徵阻抗一致的終端電阻，可以將這部分能量吸收，避免振鈴的產生，如下圖所示。

CAN總線無終端電阻

CAN總線增加終端電阻

二、485總線

1、RS-485總線增加終端電阻好處

485總線設置終端電阻主要是為了用來抑制信號的反射。

提高信號質量組建RS-485總線網絡時，通常使用特性阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線，由於RS-485收發器輸入阻抗一般較高(例如RSM485ECHT輸入阻抗為96kΩ，最多可連接256個節點)，在信號傳輸到總線末端時會由於受到的瞬時阻抗發生突變(以RSM485ECHT為例，阻抗由120Ω變為96kΩ)，導致信號發生反射，影響信號的質量。RSM485ECHT在1200m，500kbps通信速率的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如下圖所示，終端電阻明顯改善了信號的質量。

RSM485ECHT 1200m 500kbps不加終端電阻

RSM485ECHT 1200m 500kbps 加終端電阻

2、RS-485增加終端電阻的問題

終端電阻雖然可以提高信號質量，但還具有以下幾個問題：

1) 降低了驅動信號的幅值

RS-485總線上的負載越大，RS-485收發器輸出差分電壓幅值越低，RSM485ECHT在5m，500kbps的情況下不加終端電阻和加終端電阻的波形如下圖所示。

RSM485ECHT 5m 500kbps 不加終端

RSM485ECHT 5m 500kbps 加終端

2) 增大了通信線上的壓降

增加終端電阻使通信線纜上的電流增大，產生了較大的壓差，降低了接收端的信號幅值。RSM485ECHT在1200m，115.2kbps首端和末端的信號波形如下圖所示(0.75mm2通信線)，末端信號與首端信號相比下降了0.7V左右。

RSM485ECHT 1200m 115.2kbps 加終端電阻首端波形

RSM485ECHT 1200m 115.2kbps 加終端電阻末端波形

3) 增大了收發器的功耗

增加終端電阻對於接收狀態時的工作電流影響不大，但會大大增加驅動狀態時的工作電流。以RSM485ECHT為例，RSM485ECHT處於接收狀態時工作電流為20mA左右，在驅動狀態不加終端電阻時工作電流為27mA左右，在驅動狀態加終端電阻時工作電流為83mA左右，可以看出終端電阻大大增加了RS-485收發器的功耗，對於有功耗要求的應用場合，應謹慎使用終端電阻。

3、RS-485終端電阻設置

1)通信速度低或者通信距離近的情況下建議不加終端電阻。

通信速度低或者通信距離近的情況下，信號反射對通信信號的影響不大，而且不加終端電阻可以大大降低功耗，並且通過加較大上下拉電阻值即可保證RS-485總線空閒時具有較高的差分電壓幅值，提高了通信的可靠性。

2)通信距離較長且通信速度較快，對信號質量要求較高的情況。

此時可以增加終端電阻，防止阻抗突變引起的信號反射問題，提高信號質量，但應確保在總線空閒時總線的差分電壓不處於門限電平範圍內。

3)對功耗有要求且通信距離較長的情況。

反射信號在總線上來回反彈，反射信號會逐漸消耗掉。

RSM485ECHT 1200m 9600bps 不加終端首端波形

RSM485ECHT 1200m 9600bps 不加終端末端波形

三、總結

對於CAN總線而言，為保證通訊的穩定性，必須增設終端電阻；RS-485總線不一樣。終端電阻的設置需要根據情況而設置，在設計建議預留終端電阻位置或者使用致遠電子隔離收發器系列產品，能有效解決總線幹擾、通信異常等問題。與傳統的設計相比，其內置完整的隔離DC-DC電路、信號隔離電路、總線收發電路以及防護電路，具備更高的集成度與可靠性，適用於需要高穩定性通訊的場合，能夠有效幫助您提升總線通信防護等級。