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(duì)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(gè)軟件協(xié)議，然后我們也經(jīng)常說modubus網(wǎng)絡(luò)，modbus網(wǎng)絡(luò)類似我們經(jīng)常說OSI7層網(wǎng)絡(luò)，所以modbus網(wǎng)絡(luò)我們可以從OSI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)去類比

（2）其實(shí)我們?nèi)魏瓮ㄓ嵎绞�，我們都可以從這個(gè)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(gè)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(yàn)位，停止位等等構(gòu)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(dòng)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(dòng)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(yīng)該學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，大家也知道網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸?shù)臅r(shí)候首先會(huì)廣播，廣播的過程他會(huì)將信號(hào)一路傳遞下去一直傳遞到終端，當(dāng)終端不做任何處理的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)了阻抗不匹配的問題，阻抗不匹配就必然會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的反射，信號(hào)反射，整個(gè)信號(hào)傳遞鏈路就會(huì)受干擾，所以我們必須解決這個(gè)問題，如何解決呢？首先這個(gè)問題之所以出現(xiàn)，是因?yàn)閭鬏斁�的阻抗和結(jié)點(diǎn)的阻抗不相等，所以出現(xiàn)了信號(hào)反射，所以想辦法讓其匹配即可，匹配之后信號(hào)在傳遞到終端的時(shí)候其信號(hào)就會(huì)被終端匹配電阻完全吸收而不產(chǎn)生反射，而我們?cè)?85網(wǎng)絡(luò)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(dāng)總線空閑時(shí)，如果不偏置(其實(shí)就是通過接上下拉電阻讓總線在空閑的時(shí)候有個(gè)固定的電壓值)的話，其在空閑的時(shí)候就會(huì)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(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，為了解決這個(gè)問題我們需要加偏置電阻，使得其在空閑狀態(tài)下應(yīng)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(shí)主要是確保我們?cè)贏-B之間的電位差仍然能夠明確的表達(dá)出邏輯電平1和邏輯電平0即可，此時(shí)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(gòu)成了一個(gè)直流回路，R2和R1的值的選取就要確保這3者構(gòu)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(shí)我們可以假設(shè)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(shè)計(jì):在接收端由于長(zhǎng)距離的傳輸是的data line上面存在噪聲，所以這個(gè)時(shí)候我們?cè)诮邮斩宋覀冃枰�設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器，讓有用信號(hào)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(jìn)行

(7)485作為通訊接口電路，前邊我們?cè)诶习子布�系列課程里面詳細(xì)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(shè)計(jì)，即EMI濾波和EMS防護(hù)；對(duì)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(shí)現(xiàn)EMI濾波；然后再通過GDT,MOV,TVS等實(shí)現(xiàn)EMS防護(hù)，具體設(shè)計(jì)可以參考老白硬件設(shè)計(jì)系列P4-二極管