很多人都知道Profibus總線的兩端要連接終端電阻，但若要說說這其中的原因，可能又不是很清楚。今天這篇文章，我們就來(lái)聊聊Profibus總線終端電阻的那些事。

下圖是Profibus總線的SUB-D9針連接器，在其左側(cè)的紅色部分，就是終端電阻的開關(guān)；連接器的下端用來(lái)連接Profibus的電纜，一進(jìn)一出，每一條電纜都包含A、B兩條數(shù)據(jù)線；連接器的右側(cè)是9針插頭，用來(lái)連接到CPU或者分布式模塊上。

當(dāng)終端電阻開關(guān)打開（撥到ON檔）時(shí)，終端電阻被連接到Profibus總線中，Profibus的出線將被斷開。終端電阻并不是一個(gè)電阻，其內(nèi)部包含了三個(gè)不同的電阻。為了更好的說明終端電阻，我們先來(lái)看看Profibus的9針D型連接器的針腳定義，如下圖：

標(biāo)準(zhǔn)Profibus電纜為屏蔽雙絞線，其中有A（綠色）、B（粉色）兩條數(shù)據(jù)線，它們分別連接到總線連接器的針腳（PIN）8和針腳（PIN）3；針腳（PIN）6是正極（+5V），針腳（PIN）5是參考地（0V）；Profibus的連接器上除了有一個(gè)220歐姆（Ω）的終端電阻外，還包括一個(gè)390歐姆（Ω）的上拉電阻和一個(gè)390歐姆（Ω）的下拉電阻。其中，上拉電阻（390Ω）與針腳6（VP，+5V）相連接，下拉電阻（390Ω）與針腳5（GND，0V）相連接，終端電阻（220Ω）通過總線連接器的開關(guān)與其它兩個(gè)電阻相連，如下圖：

當(dāng)打開連接器的終端電阻開關(guān)（撥到ON檔）后，Profibus的A、B兩條數(shù)據(jù)線將于220歐姆（Ω）的終端電阻相連，如下圖：

到目前為止，我們搞明白了Profibus總線連接器的終端電阻開關(guān)打開（撥到ON檔）后，總線的回路中會(huì)有終端電阻及上拉和下拉電阻?，F(xiàn)在要問的是：為什么要連接終端電阻呢？如果不連接的話會(huì)怎么樣呢？

答案就是：如果不連接終端電阻，通信電纜中可能會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，而終端電阻可以消除通信電纜中的信號(hào)反射。

導(dǎo)致信號(hào)反射的原因有兩個(gè)：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。

所謂阻抗不連續(xù)，是指信號(hào)在數(shù)據(jù)線傳輸?shù)哪┒送蝗挥龅诫娎|的阻抗很?。ū热纾憾搪罚┗蛘吆艽螅ū热纾簲嗦罚?。阻抗不連續(xù)的地方會(huì)引起傳輸信號(hào)的反射，而消除這種反射的方法就是在電纜的末端連接一個(gè)與電纜的特性阻抗相同的終端電阻，以保證電纜的阻抗連續(xù)。由于信號(hào)的傳輸是雙向的，所以兩端都要有終端電阻。

引起信號(hào)反射的另一個(gè)原因是阻抗不匹配。信號(hào)在傳輸過程中，要求數(shù)據(jù)收發(fā)器（負(fù)載）的阻抗與傳輸線的阻抗相同，否則就會(huì)引起信號(hào)的反射，這種反射主要表現(xiàn)在通信線路處于空閑狀態(tài)時(shí)，線路中會(huì)有無(wú)意義的數(shù)據(jù)。在Profibus的網(wǎng)絡(luò)中，上拉電阻和下拉電阻作為終端電阻的補(bǔ)充，可以保證在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候，兩根數(shù)據(jù)線之間的電壓差趨于一個(gè)固定值，從而消除干擾數(shù)據(jù)。

下圖是帶終端電阻的Profibus總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖：

在一個(gè)物理網(wǎng)段內(nèi)，應(yīng)該保證網(wǎng)絡(luò)的首尾兩端都連接終端電阻，否則就可能導(dǎo)致通信故障。這也意味著，如果終端站點(diǎn)出現(xiàn)問題，會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信。為了預(yù)防此類問題，西門子還提供有源終端電阻。有源終端電阻需要單獨(dú)供電，安裝在網(wǎng)段的兩端，保證網(wǎng)段內(nèi)任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題，都不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的電阻匹配。下圖是西門子提供的有源終端電阻的照片：