औद्योगिक नियंत्रण और भवन स्वचालन के क्षेत्र में, आरएस-485 संचार को इसके अंतर संचरण, लंबी दूरी की क्षमता,और उत्कृष्ट विरोधी हस्तक्षेप प्रदर्शनहालांकि, व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, "लूप प्रतिबाधा", जो संचार स्थिरता को प्रभावित करती है, को अक्सर अनदेखा किया जाता है, जिससे कभी-कभी पैकेट हानि और उपकरणों के संचार में व्यवधान होता है।इस तरह की समस्याओं का समाधान करने में समय लगता है.
यह आलेख आपको यह समझने में मदद करेगा कि लूप प्रतिबाधा क्या है, यह इतना महत्वपूर्ण क्यों है,और कैसे डिजाइन और डिबगिंग में इसे अनुकूलित करने के लिए, ताकि RS-485 संचार एक असबाबदार राजमार्ग की तरह चिकनी हो सके।
अपने घर में पानी की पाइप प्रणाली की कल्पना कीजिए: पानी का पंप (ड्राइवर) पानी की खपत के बिंदु (रिसीवर) तक पानी को धक्का देता है, और फिर पानी एक और पाइप के माध्यम से पानी के पंप में वापस आ जाता है,चक्र बनाना.
पाइप के व्यास, कोहनी, शाखाओं और पानी के दबाव जैसे कारक सभी पानी के चिकनी प्रवाह को प्रभावित करेंगे। एक सर्किट में "लूप प्रतिबाधा" समान हैःयह पूरे बंद लूप में एसी सिग्नल पर लगाए गए "प्रतिरोध" की व्यापक अभिव्यक्ति है जहां सिग्नल प्रेषक छोर से शुरू होता है, अंतर जोड़ी के साथ प्रसारित करता है, प्राप्त करने वाले छोर तक पहुँचता है, और फिर प्रसारित करने वाले छोर पर लौटता है।
- प्रतिरोध (R): यह पाइप के व्यास से निर्धारित घर्षण प्रतिरोध के समान है।
- प्रेरण (L): यह पाइप में वाल्व और कोहनी के समान है, जो संकेत के परिवर्तन के समय "हिस्टेरेसिस" प्रभाव का कारण बनेगा।
- क्षमता (C): इसकी तुलना पानी के टैंक या पानी के भंडारण टैंक से की जा सकती है, जो ऊर्जा को संग्रहीत करता है और इसे तुरंत जारी करता है, उतार-चढ़ाव को प्रभावित करता है।
RS-485 प्रणाली में, इन तीन कारकों की संयुक्त क्रिया के तहत कुल "लूप प्रतिबाधा" सीधे संकेत की गुणवत्ता और विश्वसनीयता निर्धारित करती है।
RS-485 संचार केबलों में आमतौर पर 120 Ω के आश्रित घुमावदार जोड़े का उपयोग किया जाता है, जैसे कि पानी के प्रवाह (विद्युत संकेत) के न्यूनतम नुकसान को सुनिश्चित करने के लिए निरंतर आंतरिक व्यास के साथ पानी के पाइप का चयन करना।
एक 120 Ω प्रतिरोधक लाइन के प्रत्येक छोर पर समानांतर में कनेक्ट किया जाता है "अब्जॉर्ब" संकेत ऊर्जा और "इको" से बचने के लिए - पानी हथौड़ा रोकने के लिए पाइप के अंत में एक साइलेंसिंग वाल्व स्थापित करने की तरह.
जब कई उपकरण बस पर समानांतर में जुड़े होते हैं, तो यह पाइपलाइन में कई शाखाओं को जोड़ने के बराबर होता है। समग्र प्रतिबाधा कम हो जाती है,और सिग्नल अधिक संभावना है कि "shunted" किया जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप प्राप्त करने वाले अंत को पर्याप्त स्तर प्राप्त नहीं हो सकता है।
प्रत्येक कनेक्टर, प्रत्येक टीवीएस डायोड, या प्रत्येक सुरक्षा उपकरण थोड़ा विखंडन जोड़ देगा, जैसे कि पाइप इंटरफेस पर संयुक्त कसकर सील नहीं है, जो स्थानीय रिसाव या अवरोध का कारण होगा।
यद्यपि आरएस-485 अंतर संचार है, लेकिन ग्राउंड वायर अभी भी एक लूप बनाएगा, जो सामान्य मोड हस्तक्षेप के लिए "अज्ञात" है।विभिन्न उपकरणों के बीच जमीन संभावित अंतर एक पानी की आपूर्ति प्रणाली में विभिन्न पानी टावरों के बीच पानी के स्तर के अंतर की तरह है, जिससे "बैकफ्लो" या "क्रॉस-फ्लो" जैसी समस्याएं होंगी।
प्रतिबाधा असंगतता संकेत "बंद" एक परावर्तक दीवार से टकराने के रूप में होगा, लहर के रूप में विकृत करने के लिए परिणामस्वरूप, रिंगिंग, और ओवरशूट. अंत में,रिसीवर यह अलग नहीं कर सकता कि यह "1" है या "0".
अस्थिर प्रतिबाधा पाइप में पानी के अधिक रिसाव के बराबर होती है। जब लंबी दूरी या उच्च गति पर प्रसारित किया जाता है, तो नुकसान अधिक गंभीर होता है,और सिग्नल गंतव्य तक पहुंचने से पहले "समाप्त" हो सकता है.
विखंडित प्रतिबाधा पाइप में एक अंतराल की तरह है, जो बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप द्वारा "घुसने" की अधिक संभावना है, जिससे बिट त्रुटि दर बढ़ जाती है।
ड्राइवर सिग्नल कम करने के लिए एक बड़ा करंट आउटपुट करेगा, जैसे कि लंबे समय तक एक बड़े प्रवाह दर पर चलने वाला पानी पंप तेजी से पहनता है, जिससे गर्मी का उत्पादन होता है,बिजली की खपत, और जीवन के लिए जोखिम।
मूल सिद्धांत: प्रतिबाधा निरंतरता बनाए रखें, इसे सपाट, चौड़ाई में स्थिर, और कुछ शाखाओं के साथ एक पक्की सड़क के रूप में बनाएं।
120 Ω के नाममात्र मूल्य के साथ परिरक्षित घुमावदार जोड़े का प्रयोग करें।
ढाल परत को विश्वसनीय रूप से ग्राउंड किया जाना चाहिए: एक छोर या दोनों छोरों को ग्राउंड करने के लिए वास्तविक हस्तक्षेप वातावरण के अनुसार तौला जाना चाहिए।
अंतर जोड़ी को समान लंबाई और समान दूरी के साथ रूट किया जाना चाहिए ताकि एक तरफ बहुत लंबा होने के कारण असमान प्रतिबाधा से बचा जा सके।
पीसीबी पर अंतर के निशानों को ग्राउंड प्लेन विभाजन को पार नहीं करना चाहिए और उन्हें एक ही परत पर रखना चाहिए या यथासंभव सममित ग्राउंड प्लेन का उपयोग करना चाहिए।
बस के प्रत्येक छोर पर समानांतर में 120 Ω के समापन प्रतिरोध को कनेक्ट करें।
यदि सामान्य मोड शोर को दबाने के लिए आवश्यक है, तो "स्प्लिट टर्मिनेशन" का उपयोग किया जा सकता हैः दो 60 Ω प्रतिरोधकों को श्रृंखला में कनेक्ट करें, और जमीन के मध्य बिंदु पर समानांतर में एक छोटे कंडेनसर को कनेक्ट करें,जो सिग्नल पथ पर एक "मफलर" जोड़ने के बराबर है.
रिसीवर आउटपुट को स्थिर ज्ञात स्तर पर रखें (आमतौर पर लॉजिक "1") जब बस निष्क्रिय हो।
A pull - up resistor can be added to pull up the differential line A and a pull - down resistor to pull down the differential line B to avoid signal floating when the line is broken or no one is transmitting.
"रैखिक टोपोलॉजी" (सीधी रेखा) के उपयोग को प्राथमिकता दें, और केवल भौतिक छोरों पर समाप्ति प्रतिरोध स्थापित करें।
तार, अंगूठी, या बहुत अधिक लंबी शाखाओं से बचें, जैसे कि ट्रैफिक जाम से बचने के लिए मुख्य सड़क पर बेतरतीब ढंग से शाखाओं को डालने से बचें।
सिग्नल का किनारा जितना तेज़ होगा, प्रतिबिंब उतना ही गंभीर होगा।एक ढलान-सीमित ट्रांससीवर का उपयोग किया जा सकता है या बाउड दर को "सड़क की स्थिति" के साथ "वाहन की गति" से मेल खाने के लिए उचित रूप से कम किया जा सकता है.
ए/बी लाइन के वोल्टेज तरंग रूप का अवलोकन करने के लिए एक अंतर जांच का प्रयोग करें, और रिंगिंग, ओवरशूट, या क्षीणन की जाँच करें।यह निर्धारित करने के लिए सैद्धांतिक संकेत तरंग रूप के साथ बाउड दर की तुलना करें कि क्या ढलान को सीमित करने या दर समायोजन की आवश्यकता है.
शाखाओं को खंड-खंड से अलग करें, तरंग-रूप परिवर्तनों का अवलोकन करें और प्रतिबाधा विखंडन या सामान्य-मोड समस्याओं की स्थिति का पता लगाएं।
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