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          影響西門子RS-485總線通訊速度和通信可靠性的三個因素
          發布時間: 2023-12-12 14:29 更新時間: 2024-11-23 08:00
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          1、在通信電纜中的信號反射
          在通信過程中,有兩種信號因導致信號反射:阻抗不連續和阻抗不匹配。阻抗不連續,信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有,信號在這個地方就會引起反射,如圖1所示。這種信號反射的原理,與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。
          消除這種反射的方法,就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻,使電纜的阻抗連續。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的,因此,在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻從理論上分析,在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻,就再也不會出現信號反射現象。但是,在實現應用中,由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應用環境有關,特性阻抗不可能與終端電阻完全相等,因此或多或少的信號反射還會存在。
          引起信號反射的另個原因是數據收發器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射,主要表現在通訊線路處在空閑方式時,整個網絡數據混亂。
          信號反射對數據傳輸的影響,歸根結底是因為反射信號觸發了接收器輸入端的比較器,使接收器收到了錯誤的信號,導致CRC校驗錯誤或整個數據幀錯誤。
          在信號分析,衡量反射信號強度的參數是RAF(RefectionAttenuationFactor反射衰減因子)。它的計算公式如式(1)。
          RAF=20lg(Vref/Vinc)(1)
          式中:Vref-反射信號的電壓大?。籚inc-在電纜與收發器或終端電阻連接點的入射信號的電壓大小。
          具體的測量方法如圖3所示。例如,由實驗測得2.5MHz的入射信號正弦波的峰-峰值為+5V,反射信號的峰-峰值為+0.297V,則該通訊電纜在2.5MHz的通訊速率時,它的反射衰減因子為:RAF=20lg(0.297/2.5)=-24.52dB
          要減弱反射信號對通訊線路的影響,通常采用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實際應用中,對于比較小的反射信號,為簡單方便,經常采用加偏置電阻的方法。在通訊線路中,如何通過加偏置電阻提高通訊可靠性的原理,后面將做詳細介紹。

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