Терминаторы и их установка
Некорректная установка терминаторов или их отсутствие является, пожалуй, наиболее часто встречающейся ошибкой в ненадежно работающих системах DMX512.
Терминатором называется нагрузочный резистор, который располагается между двумя проводами с данными (штырьки 2 и 3 разъема типа XLR) на конце кабеля максимально удаленного от передающего устройства.
В том случае, когда терминатор не установлен, сигнал, приходя к самому дальнему концу кабеля, «отражается» обратно по направлению к передающему устройству. При определенной длине линии и определенном стечении обстоятельств этот отраженный сигнал может внести серьезные помехи в настоящий сигнал DMX, что приведет к возникновению ошибок и сбоев. Резистор-терминатор «впитывает» сигнал на дальнем конце кабеля и не позволяет ему отражаться.
В качестве терминатора обычно используется резистор номиналом 90-120 Ом мощностью 1/4 Ватта. Если строго следовать указаниям стандарта EIA485, то следует устанавливать резисторы-терминаторы номиналом 120 Ом на обоих концах линии (см. раздел «Описание стандарта EIA485 (RS485)»). Однако в системах DMX512 на одном из концов линии всегда установлено только передающее устройство (т.е. пульт управления), а на другом конце линии всегда находятся устройства, которые только принимают сигнал (без передачи). Поэтому, в системах DMX512 установка терминаторов имеет смысл только на самом дальнем от консоли конце линии.
Сопротивление терминатора должно идеально соответствовать волновому сопротивлению кабеля (см. колонку ZW в таблице типов кабелей). Волновым сопротивлением является сопротивление линии передачи, имеющей бесконечную длину, при котором, по определению, линия не будет страдать от отражения сигнала. Помещение резистора с номиналом, равным волновому сопротивлению кабеля, на конце линии конечной длины приводит к тому, что поведение кабеля (с точки зрения передающего устройства) изменяется так, как если бы он был бесконечно длинным.
Кабели, используемые для передачи сигнала DMX512, обычно имеют волновое сопротивление в диапазоне от 85 до 120 Ом. Стандарт RS422 (предшественник стандарта EIA485) был оптимизирован для линий с волновым сопротивлением 100 Ом. Стандарт EIA485 оптимизирован для линий с волновым сопротивлением 120 Ом. Так как в настоящее время встречаются передающие устройства выполненные как в соответствии со стандартом RS422, так и в соответствии с EIA485, то идеальным кабелем является кабель типа Proplex PC22xx/x, имеющий волновое сопротивление 110 Ом. Этот кабель будет лучшим решением в том случае, если на нем установить терминатор номиналом 110 Ом. Следует отметить, что номиналы в диапазоне от 90 до 120 Ом также дадут хороший результат.
Системы DMX512 могут длительное время нормально работать без терминаторов (в случае если их забыли установить или посчитали лишними). Однако эта идиллия кончится при внезапном отказе системы по этой причине.
Всегда проверяйте наличие терминаторов. Это можно сделать просто измерив сопротивление между двумя штырьками разъема, отсоединив его со стороны консоли. Это сопротивление должно находиться в диапазоне от 90 до 120 Ом для коротких кабелей и кабелей, имеющих больший порядковый номер в соответствии с американским сортаментом проводов AWG. Для очень длинных кабелей это значение может быть несколько выше, так как в этом случае к сопротивлению терминатора добавляется сопротивление самого кабеля. Слишком высокое или слишком низкое значение сопротивления говорит о том, что терминатор или не установлен, или установлен не верно.
Некоторые устройства снабжены встроенными терминаторами и переключателями, которые позволяют подключить встроенный терминатор к линии. Обычно такой переключатель помечается надписями «end of line» (конец линии) или «last rack» (последнее устройство в линии). Этот переключатель должен находиться во включенном положении только на последнем устройстве в линии.
Другим очень распространенным типом терминатора является 5-ти штырьковая вилка разъема XLR, в которую встроен резистор нужного номинала (т.е. резистор номиналом 120 Ом между 2 и 3 штырьками). Такая вилка просто вставляется в выходной разъем последнего устройства в линии. В наборе инструментов каждого инженера, занимающегося осветительным оборудованием, должна быть такая вилка.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)
Форум АСУТП
Клуб специалистов в области промышленной автоматизации
Конечный резистор на RS485 нужен?
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Serex » 10 апр 2020, 07:10
Кто что думает по этому поводу?
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Ryzhij » 10 апр 2020, 08:08
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Serex » 11 апр 2020, 09:44
Именно так. Это я уже знаю и так было сделано. Но не работало.
А вчера шину другую подключал, так там что с резистором, что без него не работало 
. Но там было лень хороший кабель прокидывать, потому что уже был брошен Ethernet кабель, а кругом были частотники по 75 и 55кВт. Что интересно, с концевыми резисторами сигнал очень сильно ослабевал (данные по постоянному напряжению на вольтметре.) Самое обидное, одна линия все уже было заработало и обмен пошел, но отключил на разочек Moxa Nport, чтобы только питание по другому завести и больше шина не работала.
Весьма интересно тратить время, играя в лотерею с плохой шиной в условии высоких ЭМП
А еще обидно!! Перед этим по тому же кабелю UTP, TCPIP трафик отлично летал в тех же условиях.
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Jackson » 11 апр 2020, 18:57
осциллографом смотреть надо, а не вольтметром.
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение rwg » 12 апр 2020, 07:08
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Ryzhij » 12 апр 2020, 09:19
Конечный резистор на RS485 нужен?
Сообщение Serex » 13 апр 2020, 00:31
Основы RS-485: когда необходимо согласование и как это сделать правильно
Многие проблемы с полнотой сигнала и качеством связи в сетях RS-485 происходят из-за прерываний, либо из-за отсутствия
прерываний, или же из-за неправильных прерываний. Многие проблемы с полнотой сигнала и качеством связи с сетями RS-485 происходят из-за прерывания, либо из-за отсутствия прерывания, или же из-за неправильного прерывания. В данной статье об основах RS-485 мы поговорим о том, когда вы можете прекратить передачу данных, не прерывая сеть RS-485, и, если вам нужно согласование, как использовать стандартные (параллельные) выводы и прерывания переменного тока (AC).
Драйвер приемопередатчика RS-485 должен иметь возможность подавать 1,5 В на 32 приемника/передатчика, где сопротивление согласующих резисторов должно быть 120 Ом. Значение 120 Ом для согласующих резисторов происходит от так называемого характеристического сопротивления дифференциального режима проводов шины витой пары. Проще говоря, сечение провода, тип и толщина изоляции, а также количество витков на единицу длины способствуют сопротивлению, которое высокоскоростные сигналы данных «видят». Это сопротивление обозначается в омах и обычно составляет от 100 Ом до 150 Ом для витых пар. Авторы стандарта RS-485 выбрали 120 Ом в качестве номинального характеристического сопротивления; поэтому, чтобы соответствовать этому сопротивлению, согласующие резисторы также имеют значение по умолчанию 120 Ом.
Почему существует прерывание сигнала?
Сопоставление характеристического сопротивления кабеля с оконечной сетью позволяет приемнику на конце шины видеть максимальную мощность сигнала. Оставляя линию передачи без конечного подключения (штекер не подключен к приемнику сигнала) или подключенную но с некоторым значением, не равным сопротивлению кабеля, вы вносите несоответствие, которое создает отражения на концах сети. Отражение — это когда часть энергии сигнала буквально возвращается обратно вверх по линии, которая затем может конструктивно или деструктивно мешать следующим битам, передающимся по шине. Разрушительным примером является то, что отраженный сигнал, который отражается назад, не совпадает по фазе с входящим сигналом, в результате чего приемник видит меньший входящий сигнал. Если несоответствие достаточно велико, отраженная энергия может привести к неправильному толкованию и неправильному декодированию последующих битов приемником.
Уравнение ниже показывает, что для того, чтобы коэффициент отражения приблизился к нулю, входной импеданс ZL должен соответствовать исходному импедансу ZS. Если есть большое расхождение в нагрузке и импедансе источника, может отражаться почти весь сигнал.
Как видите, для оптимальной целостности сигнала всегда лучше всего согласовывать сопротивление линии переменного тока с терминатором равного значения. Почему бы не всем разработчикам это сделать? Потому что добавление терминаторов (согласующих резисторов) увеличивает стоимость всей системы, к тому же согласующие резисторы также добавляют параллельную нагрузку на драйверы, вызывая большие токи нагрузки в стационарном режиме. В чувствительных к энергопотреблению приложениях, где снижение энергопотребления имеет решающее значение (например, в приложениях с питанием от батареи), один из вариантов экономии энергии — оставить шину без подключения. Давайте обсудим, когда удаление оконечной нагрузки является жизнеспособным вариантом.
Сети, которые не нуждаются в оконечной нагрузке
Одна ситуация, в которой вам не нужны согласующие резисторы, — это когда время двусторонней петли в сети намного больше, чем время передачи одного бита (
Предполагая, что неподключенный конец шины имеет входной импеданс 96 кОм (нагрузка на одну восьмую единицу), а импеданс источника драйвера составляет 60 Ом, отражения сигнала будут уменьшаться в соответствии с расчетами, приведенными в таблице ниже.
Как видно из таблицы, к тому времени, когда сигнал отражается в шестой раз, он ослабевает до уровня ниже 4% от его первоначальной величины. После этого можно с уверенностью сказать, что отражения больше не способны вызывать проблемы с целостностью сигнала. Поскольку точка выборки бита обычно находится между 50-75% пути через бит, вы должны убедиться, что эти три задержки в обоих направлениях происходят до точки выборки.
Сети, которые требуют согласующего резистора (терминатора)
В тех случаях, когда время в битах не намного больше времени цикла в кабеле, согласование имеет решающее значение для минимизации отражений. Наиболее простое оконечное оборудование, известное как стандартные оконечные или параллельные согласующие резисторы, состоящие из одного резистора (рисунок ниже).
Для стандартного терминатора вы должны согласовать значение согласующего резистора с характеристическим сопротивлением дифференциального режима кабеля на обоих концах сети. Это обеспечивает корректную доставку сигналов, идущих в обоих направлениях по шине. Как упоминалось ранее, основным недостатком схемы терминации этого типа является то, что всякий раз, когда драйвер активен, резисторы создают постоянную нагрузку на драйвер.
Использование терминаторов переменного тока помогает уменьшить рассеяние мощности, не требуя столь же длительного времени на бит по отношению к длине шины. На рисунке ниже показана схема согласования переменного тока.
Поскольку ток обычно протекает в одну сторону драйвера RS-485 через согласующий контур, а затем в обратную сторону драйвера, устанавливают последовательный конденсатор, чтобы ток установившегося состояния стремится к нулю. Две особенности этого типа согласования состоят в том, что для каждой согласующей сети требуется один дополнительный компонент, а последовательно соединенные резистор и конденсатор вводят дополнительную задержку, свойственную RC цепи. Постоянная времени RC цепи будет замедлять нарастание и спад дифференциального сигнала и ограничивать максимальную скорость передачи данных в сети.
В таблице ниже подведены итоги трех сценариев согласования сигнала для RS-485:
Для обеспечения оптимального значения сигнала всегда лучше всего согласовать характеристическое сопротивление кабеля в дифференциальном режиме с равным сопротивлением. Но если вы предпримете надлежащие шаги, также возможно успешно реализовать AC согласование или вообще избежать прерывания.