Resistencias de terminación RS422, RS485

Cuando envía una señal de alta velocidad por un cable, la corriente que fluye inicialmente está dictada por el voltaje aplicado Y la impedancia característica del cable. Para los tipos de cable recomendados para RS485 y RS422, la impedancia característica del cable es de alrededor de 100 ohmios.

Entonces, si se aplica 1 voltio en el extremo de envío, fluye una corriente inicial de 10 mA y todo está bien hasta que se llega al final del cable; el voltaje y la corriente esperan ver una impedancia continua de 100 ohmios. Si no fueran 100 ohmios, ¿qué hace que 1 voltio y 10 mA no coincidan?

La respuesta es que no toda la energía de 1 voltio y 10 mA se usa en el extremo receptor y parte de la energía se refleja de regreso por el cable hacia la fuente. Para señales de baja velocidad, esto no es un problema, pero para señales de mayor velocidad, este reflejo daña la integridad de los bordes de los datos (hasta varios microsegundos en algunos casos) y puede corromper los datos. Aquí hay una imagen de archivo .gif que muestra la idea general: -

Un pulso ingresa desde la izquierda y golpea una anomalía de impedancia de la línea de transmisión (como lo indica la línea negra vertical). Una proporción decente de la energía del pulso continúa fluyendo de izquierda a derecha, pero también hay un reflejo en la "anomalía" que fluye de regreso a la fuente de origen. El reflejo puede causar errores de datos.

Siempre se considera que los puntos de bifurcación tienen muy poca longitud, por lo que se pueden ignorar las resistencias de terminación pero, además, no se pueden conectar varias resistencias de terminación porque alterarían la impedancia de transmisión a medida que la señal pasa por el cable y esto también crear una falta de coincidencia y producir reflejos y datos corruptos.

Los sistemas multipunto necesitan resistencias de terminación en ambos extremos del cable porque los datos se envían bidireccionalmente.

La clave para hacer que funcione una interfaz multipunto, como esta en la publicación del OP,

es administrar las longitudes de los stubs no terminados. Son las conexiones "verticales" que salen de las líneas principales de señal y van a los receptores de línea en la parte inferior. El tiempo que pueden durar sin comprometer la integridad de la señal depende de la tasa de borde de las señales. Una interfaz RS-422 o RS-485 puede tolerar longitudes de stub de 6". La simulación de Hyperlynx de dicha interfaz con longitudes de stub de 5,1" se muestra a continuación:

La siguiente simulación es la misma interfaz, pero modelada usando un controlador LVDS:

Tenga en cuenta el timbre en los receptores, no es bueno.

Finalmente, esta simulación muestra esa misma interfaz solo con las longitudes del trozo reducidas a una más ideal (para LVDS) 0.2":

Esos diagramas son como esquemas, son correctos pero faltan detalles reales del cableado. El autobús puede tener 100 metros de largo, y las ramas donde colocar un receptor pueden ser solo unos pocos milímetros, por lo que con respecto a la señal eléctrica, realmente no son ramas en absoluto cuando los receptores están alineados en el autobús. Y la resistencia de terminación debe estar al final del bus para detener los reflejos incluso si solo tiene 1 receptor justo en el transmisor. Por lo tanto, no es necesario que haya un receptor en la terminación o una terminación en el receptor. El transmisor RS422 debe estar en el otro extremo del bus, ya que lo impulsa, no puede estar en el medio (no puede controlar más de una carga de terminación).

Para RS485, dado que puede haber varios controladores, ambos extremos del bus largo deben estar terminados. Los transmisores y los receptores pueden estar en cualquier parte del bus con ramales extremadamente cortos y pueden controlar dos terminaciones.

Para evitar reflejos que ensucien la señal ilegible, se necesita una carga coincidente en el extremo receptor de la línea. El tráfico bidireccional (= solo semidúplex, no más de un hablante a la vez) necesita una carga coincidente en ambos extremos de la línea.

El receptor en el IC RS422 o RS485 no es la carga necesaria, el circuito de detección de voltaje toma muy poca corriente de la línea, se necesita una resistencia del tamaño correcto.

No se pueden insertar muchas resistencias porque en paralelo están juntas mucho menos que la carga combinada.

La carga emparejada no puede estar en el medio de la línea porque la resistencia y el resto de la línea juntos son una carga no emparejada.

Si tiene una línea larga y varios receptores a lo largo de la línea, coloque la carga al final de la línea en la entrada del último receptor. La vida de la onda que viene termina en la resistencia. Los receptores intermedios solo detectan el voltaje a medida que la onda pasa por ellos.

Si tiene la idea de tener un cable ramificado en Y donde las tres ramas miden más de un par de centímetros y hay un transmisor en otro lugar que no sea la unión, ¡olvídelo! No existe una manera fácil de evitar reflejos fatales en la articulación cuando la señal proviene de una de las ramas.

=> La solución multipunto del diagrama es válida solo si hay un cable con transceptores en los extremos con resistencias adecuadas, un total de dos resistencias de 100 ohmios. Además, hay transceptores intermedios que están conectados al cable con alambres de un par de centímetros de largo como máximo. Las ramas más largas provocan reflejos. No hay un límite estricto de cuánto tiempo se pueden tolerar los cables ramificados, el desajuste aumenta gradualmente a medida que las ramas se hacen más largas. Insertar resistencias en los transceptores intermedios estropeará el sistema por completo.