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導線的電阻對信號的影響很小

文章來源:點亮霓虹燈時間: 點擊:
眾所周知,數據傳輸是工業控制領域中一個非常重要的環節。因此,如何提高數據傳輸的可靠性和穩定性成為工程師們必須面對的問題。以下是我公司led生產看板顯示項目實施過程中出現的問題舉例,說明使用rs-485作為遠程數據通信手段時應注意的事項。

本項目生產車間安裝LED看板顯示器,顯示實際產量和目標產量,6個相同尺寸的屏幕分布在6個車間。相鄰車間間電纜長度約為150~200米。距離的長短和車間電機運行的干擾使得LED看板顯示屏通信不正常,導致亂碼頻繁發生。

經過仔細的分析和多次的測試,我們先后從硬件電路的改進、上位機與下位機通信協議的改進等各個方面著手,最終成功的解決了這個問題。下面詳細分析和解釋最終解決方案的關鍵點。

導線的電阻對信號的影響很小
 
1. 信號在傳輸過程中的衰減

不難理解,無論信號通過何種介質傳輸,都會在傳輸過程中產生衰減。我們可以把rs-485傳輸電纜看作是由幾個電阻、電感和電容組成的等效電路,如圖1所示。

導線的電阻對信號的影響很小,可以忽略不計。電纜的分布電容C主要由兩根平行的雙絞線產生。信號損耗主要是由電纜的分布電容和分布電感組成的LC低通濾波器造成的。通信波特率越高,信號衰減越大。常規電纜的衰減系數如表1所示。

因此,在數據傳輸量不大,傳輸速率要求不高的情況下,我們通常采用9600個BPS的波特率。

2. 通信線路中的信號反射

除信號衰減外,影響信號傳輸的另一個因素是信號反射。阻抗失配和阻抗不連續是導致rs-485總線信號反射的兩個主要原因。

(1)阻抗失配,阻抗失配主要是485芯片與通信線路阻抗失配。引起反射的原因是當通信線路空閑時,整個通信線路的信號處于無序狀態。這種反射信號一旦觸發485芯片輸入端比較器,就會產生錯誤的信號。我們通常的解決方案是對rs-485總線的A線和B線增加一定的偏置電阻,分別向上和向下拉,這樣就不會出現不可預測的混合信號。

阻抗不連續,顧名思義,類似于光從一種介質反射到另一種介質。在傳輸線的末端突然遇到信號,此時電纜阻抗很小或沒有阻抗,信號就會被反射回來。消除這種反射最常用的方法是在電纜的末端粘接一個與電纜的特性阻抗相同大小的終端電阻,使電纜的阻抗是連續的。由于信號在電纜上雙向傳播,在通信電纜的另一端也會交叉一個相同大小的終端電阻。
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