RS485的上下拉電阻如何選擇?

素材來源：EDN電子技術設計

RS-485總線廣泛應用於通信、工業自動化等領域，在實際應中，通常會遇到是否需要加上下拉電阻以及加多大的電阻合適的問題，下面我們將對這些問題進行詳細的分析。

一、為什麼需要加上下拉電阻？

1）當485總線差分電壓大於+200mV時，485收發器輸出高電平。

2）當485總線差分電壓小於-200mV時，485收發器輸出低電平。

3）當485總線上的電壓在-200mV～+200mV時，485收發器可能輸出高電平也可能輸出低電平。但一般總處於一種電平狀態，若485收發器的輸出低電平，這對於UART通信來說是一個起始位，此時通信會不正常。

當485總線處於開路（485收發器與總線斷開）或者空閒狀態（485收發器全部處於接收狀態，總線沒有收發器進行驅動）時，485總線的差分電壓基本為0，此時總線就處於一個不確定的狀態。同時由於目前485晶片為了提高總線上的節點數，輸入阻抗設計的比較高，例如輸入阻抗為1/4單位阻抗或者1/8單位阻抗(單位阻抗為12kΩ，1/4單位阻抗為48kΩ)，在管腳懸空時容易受到電磁幹擾。

因此為了防止485總線出現上述情況，通常在485總線上增加上下拉電阻（通常A接上拉電阻，B總線下拉電阻）。若使用隔離RS-485收發模塊（例如RSM485PCHT），由於模塊內部具有上下拉電阻（對於RSM485PCHT，內部上下拉電阻為24kΩ）,因此在模塊外部一般不需要增加上下拉電阻。

二、什麼情況下需要加上下拉電阻？

當遇到信號反射問題時，通常會通過增加匹配電阻來避免信號反射，以1對1通信為例，如圖1所示。由於485總線通常使用特性阻抗為120Ω的雙絞線，因此在485總線的首尾兩端增加120Ω終端電阻來避免信號反射問題。

根據RSM485PCHT的具體參數（如表1）可以得到如圖2所示等效電路，其中RPU、RPD為模塊內部在485總線上加的上下拉電阻，RIN為模塊的輸入阻抗。

當兩個模塊都處於接收狀態時，可以根據基爾霍夫電流定律對節點A和節點B列出下列公式：

根據上述公式可以計算AB之間的差分電壓為：

此時模塊已處於不確定狀態，模塊接收器可能輸出為高電平，也可能輸出為低電平，這時就需要在模塊外部增加上下拉電阻保證模塊在空閒時不處於不確定狀態。

三、上下拉電阻如何選擇？

假設模塊的輸出電源電壓V O相同，由於RGND接在一起，因此可以認為模塊內部的上拉電阻是並聯在一起的，為了方便解釋，對圖2的電路進行整理，如圖3所示，在模塊外部增加上下拉電阻可以選擇只增加一組，也可以選擇在每個模塊都增加上下拉電阻，為了解釋方便，我們在485總線上增加一組上下拉電阻。