電阻的選型的一些基本原理

老白

(1)電阻R1,R2的選擇，這邊兩端的電壓范圍是多少（也就是A和B分別對地電壓是多 少）？流過的電流范圍是？

(2)電阻R5,R4的選擇，這邊看到好多的電阻值，不知道選型的原理？

(1)485經(jīng)常和Modbus綁定到一起，其目的是什么呢？Modbus從本質(zhì)上來說其首先是一個軟件協(xié)議，然后我們也經(jīng)常說modubus網(wǎng)絡，modbus網(wǎng)絡類似我們經(jīng)常說OSI7層網(wǎng)絡，所以modbus網(wǎng)絡我們可以從OSI網(wǎng)絡架構去類比

（2）其實我們?nèi)魏瓮ㄓ嵎绞�，我們都可以從這個角度理解，也就是說任何方式的通訊我們需要了解清楚兩個方面:一是硬件層面的邏輯電平的0和1其在物理世界其電壓范圍如何表示；二是軟件層面，即這些0和1方面如何組織起來，比如說我們UART通許，其有起始位，數(shù)據(jù)位，校驗位，停止位等等構成完整的數(shù)據(jù)幀；所以大家可以回想我們常見的通訊方式如UART,232,485,CAN,SPI,IIC等等等等

（3）EIA-485邏輯電平電壓范圍:

如上圖所示，在驅(qū)動側(cè):邏輯電平1的電壓范圍為:-6V~-2V;邏輯電平0的電壓范圍在:2V~6V

在接收側(cè):邏輯電平1的電壓范圍為:-6V~-200mV;邏輯電平0的電壓范圍在:200mV~6V

可見在驅(qū)動側(cè)和接受側(cè)其靈敏度是不一樣的

（4）端接的問題:想必很多人應該學習過計算機網(wǎng)絡，大家也知道網(wǎng)絡信號在傳輸?shù)臅r候首先會廣播，廣播的過程他會將信號一路傳遞下去一直傳遞到終端，當終端不做任何處理的時候，這個時候就出現(xiàn)了阻抗不匹配的問題，阻抗不匹配就必然會產(chǎn)生信號的反射，信號反射，整個信號傳遞鏈路就會受干擾，所以我們必須解決這個問題，如何解決呢？首先這個問題之所以出現(xiàn)，是因為傳輸線的阻抗和結點的阻抗不相等，所以出現(xiàn)了信號反射，所以想辦法讓其匹配即可，匹配之后信號在傳遞到終端的時候其信號就會被終端匹配電阻完全吸收而不產(chǎn)生反射，而我們在485網(wǎng)絡中在A-B想添加的120Ω的電阻就是基于此目的

(5)偏置的問題:所謂的偏置其解決的主要問題是當總線空閑時，如果不偏置(其實就是通過接上下拉電阻讓總線在空閑的時候有個固定的電壓值)的話，其在空閑的時候就會成高阻態(tài)，所謂的高阻態(tài)就是不確定態(tài)，也就是它在某些情況下成高電平，某些情況下成低電平，所以這個時候就會出現(xiàn)誤動作，為了解決這個問題我們需要加偏置電阻，使得其在空閑狀態(tài)下應該成邏輯電平1狀態(tài)，485是差分邏輯，所以我們需要在A相接上拉電阻，B相接下拉電阻，以此在空閑狀態(tài)下VA-VB=邏輯電平1的電壓范圍，但是R上拉和R下拉到底該怎么選值呢？其實主要是確保我們在A-B之間的電位差仍然能夠明確的表達出邏輯電平1和邏輯電平0即可，此時我們需要注意R1上拉電阻，R2下拉電阻以及R3終端陪陪電阻其三者構成了一個直流回路，R2和R1的值的選取就要確保這3者構成的回路仍然能確保邏輯電平1和邏輯電平0的傳遞，此時我們可以假設VABmin=200mV=R3*Vcc/(R1+R2+R3)==>R2和R1的最大值就可以求出來，然后基于此去選取即可

（6）LPF的設計:在接收端由于長距離的傳輸是的data line上面存在噪聲，所以這個時候我們在接收端我們需要設計一個低通濾波器，讓有用信號通過，高頻噪聲濾除，所以R和C的選取主要是根據(jù)截止頻率來進行

(7)485作為通訊接口電路，前邊我們在老白硬件系列課程里面詳細的給大家做過分析，任何其通訊接口其從產(chǎn)品可靠性角度而言一定要做好emc的輔助電路設計，即EMI濾波和EMS防護；對于EMI濾波主要有共模濾波也有差模濾波，可以通過共模電容差模電容，共模電感，差模電感等來實現(xiàn)EMI濾波；然后再通過GDT,MOV,TVS等實現(xiàn)EMS防護，具體設計可以參考老白硬件設計系列P4-二極管