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終端電阻

鎖定
終端電阻,是一種電子信息在傳輸過程中遇到的阻礙。高頻信號傳輸時,信號波長相對傳輸線較短,信號在傳輸線終端會形成反射波,干擾原信號,所以需要在傳輸線末端加終端電阻,使信號到達傳輸線末端後不反射。對於低頻信號則不用。在長線信號傳輸時,一般為了避免信號的反射和回波,也需要在接收端接入終端匹配電阻。
中文名
終端電阻
外文名
terminal resistance
表現形式
信號在傳輸線終端會形成反射波
範圍電阻
電阻一般介於100至140Ω之間

終端電阻終端電阻的含義

終端電阻:在線型網絡兩端(相距最遠的兩個通信端口上),並聯在一對通信線上的電阻。根據傳輸線理論,終端電阻可以吸收網絡上的反射波,有效地增強信號強度。兩個終端電阻並聯後的值應當基本等於傳輸線在通信頻率上的特性阻抗。 [1] 
其終端匹配電阻值取決於電纜的阻抗特性,與電纜的長度無關。RS-485/RS-422 一般採用雙絞線(屏蔽或非屏蔽)連接,終端電阻一般介於100至140Ω之間,典型值為120Ω。在實際配置時,在電纜的兩個終端節點上,即最近端和最遠端,各接入一個終端電阻,而處於中間部分的節點則不能接入終端電阻,否則將導致通訊出錯。 [1] 

終端電阻終端電阻的作用

(1)一般説法:終端電阻是為了減弱在通信電纜中的信號反射。 [2] 
(2)信號傳輸電路由於各種傳輸線都有其特性阻抗( 以Twisted Pair 而言約為120Ω)。當信號在傳輸線中傳輸至終端時, 如果它的終端阻抗和特性阻抗不同時, 將會造成反射, 而使信號波形失真( 凹陷或凸出)。該失真的現象在傳輸線短時並不明顯, 但隨着傳輸線的加長會更加嚴重, 致使無法正確傳輸, 這時就必須加裝終端電阻( Terminator)。FBs-PLC 內部已安裝有120Ω 終端電阻,要施加終端電阻時請打開PLC 通訊蓋板,將指撥開關調到〝ON〞的位置上( 出廠時指撥是置於〝OFF〞位置),但注意終端電阻只能在Bus 的最左和最右的兩側PLC上施加, 兩側間的所有PLC 指撥需置於〝OFF〞位置, 否則會造成RS-485 推動能力不足。 [2] 
一個485網絡,可能最多會有32個設備接上去,線長最大為1千米。這個終端負載電阻線路的兩端用阻抗匹配電阻,是所有的電阻都是XXX歐,還是這麼多並起來的等效電阻值是120歐(是芯片的資料上給出的終端負載電阻)。 [2] 

終端電阻信號反射原因

在通信過程中,有兩種原因導致信號反射:阻抗不連續和阻抗不匹配。 [3] 
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。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。由於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。 [3] 
引起信號反射的另一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,主要表現為通訊線路處在空閒方式時,整個網絡數據混亂。要減弱反射信號對通訊線路的影響,通常採用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實際應用中,對於比較小的反射信號,為簡單方便,經常採用加偏置電阻的方法。 [3] 

終端電阻終端電阻和偏置電阻

一個正規的RS-485網絡(比如MPI,DP)應使用終端電阻和偏置電阻。在網絡連接線非常短、臨時或實驗室測試時也可以不使用終端和偏置電阻。 [4] 
偏置電阻:偏置電阻用於在電氣情況複雜時確保A、B信號的相對關係,保證“0”、“1”信號的可靠性。
西門子的PROFIBUS網絡連接器已經內置了終端和偏置電阻,通過一個開關方便地接通或斷開。網絡終端的插頭,其終端電阻開關必須放在“ON”的位置;中間站點的插頭其終端電阻開關應放在“OFF”位置。
終端和偏置電阻的值完全符合西門子通信端口和PROFIBUS電纜的要求。 [4] 
合上網絡中網絡插頭的終端電阻開關,可以非常方便地切斷插頭後面的部分網絡的信號傳輸。 [4] 
與其他設備通信時(採用PROFIBUS電纜),對方的通信端口可能不是D-SUB9針型的,或者引腳定義完全不同。如西門子的MM4x0變頻器,RS-485通信口採用端子接線形式,這種情況下需要另外連接終端電阻,西門子可以提供一個比較規整的外接電阻。對於其他設備,可以參照《S7-200系統手冊》上的技術數據製作。 [4] 
西門子網絡插頭中的終端電阻、偏置電阻的大小與西門子PROFIBUS電纜的特性阻抗相匹配,強烈建議用户配套使用西門子的PROFIBUS電纜和網絡插頭。可以避免許多麻煩。 [4] 
參考資料
  • 1.    李振 , 田蔚 , 陳銀桂.基於終端電阻的特種連接器:連接器與開關學術會議,2010
  • 2.    彭亮.終端電阻在MVB通信系統中的應用:《技術與市場》,2014 , 21 (5) :52-53
  • 3.    毛旭.電梯CAN總線終端電阻的分析與配置:《數字技術與應用》,2013 (10) :92-94
  • 4.    趙亮 , 張吉禮.提高 RS485總線通信可靠性的優化設計方法:《大連理工大學學報》,2015 (4) :393-398