终端电阻

终端电阻在通信中的作用
终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。

在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。

这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。

消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。

由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。

引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。

这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。

要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。

在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。

一般终端匹配采用终端电阻方法，
RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。

终接电阻在RS-485网络中取120Ω。

相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线
电缆特性阻抗大约在100～120Ω。

这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。

另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。

利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。

但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质
量间进行折衷。

还有一种采用二极管的匹配方法，这种方案虽未实现真正的“匹配”，但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号，达到改善信号
质量的目的，节能效果显著。

肖特基二极管“匹配”：当受到功耗限制时,肖特基二极管提供了另外一种终端连接方法。

与前面介绍的方法不同的是,它并不打算与电缆线匹配,而是简单地把反射信号引起的过压或欠压信号进行钳位。

其结果是,总线或接收器输入端电压信号被限制在VCC+VFD（二极管正向导通电压）或GND-VFD范围内。

由于肖特基二极管仅在电压过冲时起作用,因此它们消耗很少一点能量。

相反,采用电阻匹配时（无论加不加失效保护电阻）都一直在消耗电流。

图5为利用肖特基二极管消除反射的连接方式。

虽然该终端连接法不具有失效保护功能,但如果选用了如MAX3080、MAX3471这类收发器可以实现上述功能。

在众多类型的二极管中,肖特基二极管特性最接近理想二极管,但是,肖特基二基管“匹配”法并不能消除RS-485/422系统中所有的反射信号。

因为一旦反射信号减弱到低于二极管正向导通电压,其能量就不再受终端二极管的影响,且会一直在电缆中存在,直到其能量被电缆消耗尽为止。

采用肖特基二极管终端连接法的另一个缺陷是成本问题。

由于每根终端线需要两个二极管,而RS-485/422总线采用差动方式,因此需要的二极管数目还要再加倍,使系统成本提高。