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如何降低RS485網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗

時(shí)間:2011-10-21 14:20:35來(lái)源:xuliyuan

導(dǎo)語(yǔ):?RS-485網(wǎng)絡(luò)就是采用RS-485總線進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò),在此類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中作為連接各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常并高效運(yùn)行的RS485接口(RS485轉(zhuǎn)換器,485集線器)的選擇是至關(guān)重要的。

      RS-485網(wǎng)絡(luò)就是采用RS-485總線進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò),在此類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中作為連接各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常并高效運(yùn)行的RS485接口(RS485轉(zhuǎn)換器,485集線器)的選擇是至關(guān)重要的。
      RS-485網(wǎng)絡(luò)中許多數(shù)據(jù)采集或收集器屬于小型、手持式、電池供電設(shè)備,因此必須采取省電措施,以延長(zhǎng)這些設(shè)備的電池壽命。靜態(tài)電流(IQ)是反映收發(fā)器功率消耗大小的一個(gè)重要指標(biāo),新型RS-485收發(fā)器的IQ已減小許多。
      眾所周知,當(dāng)RS-485接收器輸入端電壓介于-200mV~+200mV時(shí),輸出處于不確定狀態(tài)。即:如果半雙工結(jié)構(gòu)RS-485收發(fā)器的差分輸入電壓為0V、而線上又無(wú)其它驅(qū)動(dòng)器使能或由于連接不好導(dǎo)致輸出開(kāi)路,則該接收器既可能輸出邏輯1也可能輸出0,而且?guī)茁氏嗤?。為了保證在上述錯(cuò)誤情況下輸出一個(gè)確定值,大多數(shù)RS-485收發(fā)器都需要外接失效保護(hù)電阻:其中在線A接上拉電阻,線B接一下拉電阻,如圖1所示。以往在大多數(shù)方案中,該失效保護(hù)電阻選取560Ω,不過(guò)為了減小功耗,有人將該失效保護(hù)電阻增大到將近1.1kΩ(當(dāng)只需要一端匹配時(shí))。部分設(shè)計(jì)工程師則采用1.1kΩ~2.2kΩ的電阻在電纜兩端進(jìn)行匹配,增大該電阻雖然減小了電流消耗,但卻降低了系統(tǒng)抗干擾能力。為了避免采用外部偏置電阻,RS-485收發(fā)器生產(chǎn)廠商首先在芯片內(nèi)部給接收器提供偏置電阻(上拉或下拉),不過(guò)它僅在檢測(cè)輸出開(kāi)路時(shí)有效。對(duì)于終端匹配電纜,由于這類(lèi)“偽”失效保護(hù)收發(fā)器內(nèi)置的上拉電阻比匹配電阻大幾個(gè)數(shù)量級(jí),上拉效果很微弱,因此還是難以使接收器輸出一個(gè)確定值。通常這種內(nèi)置失效保護(hù)電阻的收發(fā)器僅對(duì)不需要終端匹配的電纜有效。因此其它一些廠商又試圖把接收器門(mén)限范圍變?yōu)?~-0.5V,但這違背了RS-485標(biāo)準(zhǔn)。MAXIM公司開(kāi)發(fā)的MAX3080、MAX3471系列產(chǎn)品很好地解決了上述兩個(gè)問(wèn)題。這類(lèi)收發(fā)器通過(guò)定義一個(gè)更精確的接收器門(mén)限范圍:-50mV~+200mV,省去了偏置電阻,同時(shí)又不違背RS-485標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)接收器輸入0V電壓時(shí),它們保證輸出邏輯“高”電平。進(jìn)一步講,當(dāng)發(fā)生開(kāi)路或短路情況時(shí),這些接收器能夠保證輸出一種確定值。
      當(dāng)收發(fā)器處于空閑模式時(shí),必須關(guān)閉它的驅(qū)動(dòng)器以使功率消耗最低。表3以MAX1483為例給出了碼長(zhǎng)與RS-485接口電流消耗之間的關(guān)系。當(dāng)然,對(duì)于采用定時(shí)循檢技術(shù)或在兩次發(fā)送期間有較長(zhǎng)固定休眠時(shí)段的系統(tǒng),可以通過(guò)關(guān)閉收發(fā)器進(jìn)一步限制功率消耗。
減小功耗的第一種辦法就是取消終端匹配電阻。不過(guò)這種方案只適合短距離、低速率傳輸,保證在數(shù)據(jù)信號(hào)達(dá)到接收器之前反射信號(hào)消失。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果信號(hào)的上升時(shí)間至少比信號(hào)在電纜通道單方向傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)3倍,則可以采用不加終端電阻的方法。利用該準(zhǔn)則,按照下列步驟,可以計(jì)算出不加終端匹配電阻時(shí),電纜的最大長(zhǎng)度。
      在高速、長(zhǎng)距離通訊的RS-485網(wǎng)絡(luò)中,如何實(shí)現(xiàn)低功耗,除了在軟件上下功夫,在硬件通訊結(jié)構(gòu)上也猶為重要。宇泰RS485轉(zhuǎn)換器也許能幫你實(shí)現(xiàn)。

如何降低RS485網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗

      UT-207光電隔離型接口轉(zhuǎn)換器可以為點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的通信提供可靠的連接,點(diǎn)到多點(diǎn)每臺(tái)轉(zhuǎn)換器可允許連接32個(gè)RS-422或RS-485接口設(shè)備,數(shù)據(jù)通訊速率300-115.2KBPS,帶有電源指示燈及數(shù)據(jù)流量指示燈可指示故障情況、支持的通訊方式有RS-232到RS-422、RS-232到RS-485轉(zhuǎn)換。

性能參數(shù):
■ 兼容RS-232、RS-485/RS-422 TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)
■ 自動(dòng)發(fā)送/接收數(shù)據(jù),無(wú)需外部的流量控制信號(hào)(RTS)
■ 通信速率:300BPS-115.2KBPS
■ 能夠連接32個(gè)RS-485或RS-422接口設(shè)備
■ 通訊距離:1,200米(9,600BPS)
■ 電源及雙色數(shù)據(jù)流量指示燈,可檢測(cè)故障點(diǎn)
■ 工作方式: 異步半雙工(RS-485)或異步全雙工(RS-422)通用,無(wú)需跳線設(shè)置
■ 光電隔離型(隔離電壓2.5KVrms /500VDC絕緣), RS-485/422提供每線400W
    的防雷保護(hù)和防止共地干擾
■ 電氣接口:RS-232C接口DB25孔型連接器,RS-485/422 接口四位接線端子及RJ-11座
■ 傳輸介質(zhì): 雙絞線或屏蔽線
■ 外形尺寸:75mmX55mmX18mm
■ 使用環(huán)境:-25℃ 到 70℃,相對(duì)濕度為5%到95%
■ 適用于一切所使用的通訊軟件, 即插即用
■ 支持DOS/WIN95/WIN98/WIN2000/NT/XP Linux等

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