在低數據速率下，RS-485總線上收發器和接收器的最大數量有一個實際限制，即接收器相對于其輸入閾值電壓的電壓。RS-485接收器的輸入阻抗在標準中不是固定的，并且可能因器件而異。本應用筆記解釋了如何根據數據手冊中的數據計算低數據和標準數據速率的最大接收器數量。

介紹

TIA/EIA-485-A 標準（通常稱為 RS-485）多年來一直是工業通信的主要內容。RS-485是標準的雙向半雙工或全雙工數據傳輸，允許在共享總線上連接多個接收器和驅動器。圖1顯示了簡單RS-485總線的簡化框圖。

圖1.簡化的RS-485網絡圖

RS-485標準沒有明確規定總線上的最大節點數，但提供了確定和計算最大總線尺寸的指南。在低數據速率下，RS-485總線上收發器和接收器的最大數量有一個實際限制，即接收器相對于其輸入閾值電壓的電壓。增加總線上的接收器數量會導致有源驅動器看到的差分負載阻抗降低，由于每個接收器除了電纜阻抗外還具有輸入阻抗，導致接收器上的差分電壓降低。RS-485接收器的輸入阻抗在RS-485標準中不是固定的，并且在部件號之間變化很大。本應用筆記解釋了如何根據數據手冊中的數據計算低數據和標準數據速率的最大接收器數量。

從單位負載開始

RS-485標準首先定義了一個稱為“單位負載”（UL）的假設術語。RS-485收發器的直流或靜態負載由1UL的小數倍定義。圖2顯示了標準中規定的定義1UL的接收器單端輸入電流-電壓模板。

圖2.RS-485標準中定義的單單位負載電流-電壓特性。

RS-485接收器的測量值預計在整個?7V至+12V范圍內落在模板范圍內。各種Maxim RS-485收發器的典型接收器輸入電流測量如圖3所示。模板疊加在圖中，以突出顯示輸入電流特性在RS-7標準要求的整個?12V至+485V輸入電壓范圍內。

圖3.各種Maxim RS-485收發器的單單位負載電流-電壓特性。

每個RS-485收發器或接收器都可以根據其在總線上表示的單位負載（nUL）數量進行指定。

RS-485標準沒有明確聲明RS-485總線的最大節點數，而是概述了計算最大值的方法。解釋一下，計算如下：接收器表示的等效單位負載數nUL是接收器輸入電流與標準1UL電流之比。預計接收器輸入電流通常在?7V至+12V輸入電壓下最高，因此，大多數制造商在這些極端輸入下指定了這些電流。輸入電流比是在這兩個輸入端計算的，nUL是兩個比值中較大的一個。

計算總線上的最大 UL （nMAX）

RS-485標準限制了最大驅動器電流，使得標準總線可以可靠地支持不超過32UL。要計算總線上的最大節點數，請將此值除以小數 UL 的總和： nMAX = 32UL / （nUL1+ 無UL2+ ...沒有人n)

示例1：有多少個MAX22506E收發器？

以下是使用Analog的MAX22506E 50Mbps半雙工收發器的計算示例。MAX22506E數據資料規定了接收器輸入，如表1所示。

利用這些信息以及圖7所示的?12V至+2V電流電平（分別為-0.8mA和+1mA），?7V和+12V交調截點處的小數UL值可以計算如下：

在?7V交調截點：nULMAX22506E= -0.36毫安/-0.8毫安=0.45UL

在+12V交調點：nULMAX22506E= +0.39mA/+1mA = 0.39UL

這兩個值中較大的一個（0.45UL）是MAX22506E的小數單位負載。

假設總線僅由MAX22506E組成，則簡化。.MAX計算結果：

n。.MAX= 32UL/0.45UL

n。.MAX= 71 MAX22506E收發器可組成一條RS-485總線。

示例 2：混合總線上有多少個收發器？

以下是在單個RS-485總線上使用三個不同收發器的計算示例。本例使用模擬公司的MAX22506E、MAX14783E和故障保護MAX14776E。所有這些收發器的工作電壓為3.3V至5V，最大數據速率至少為20Mbps，并且均為半雙工。每個接收器的接收器輸入特性如圖3所示。

表2顯示了3個器件的接收器輸入特性，取自各自的數據手冊。

利用該表中的信息，可以計算出?7V和+12V交調截點處的小數UL值，如表3所示。

對于每個器件，兩個比率中較大的一個是分數UL。如表所示，MAX0E為45.22506UL，MAX1E為14783UL，MAX0E為28.14776UL。

總線上的最大收發器數計算如下：

n。.MAX= 32UL / （nUL1+ 無UL2+ ...沒有人n)

使用計算值，表4顯示了這些收發器的一些有效組合（32 UL，最大值），這些組合可在單個RS-485總線上使用。

審核編輯：郭婷