[发明专利]总线信号反射抑制方法、装置和系统、控制电路

说明书

本发明公开一种总线信号反射抑制方法、装置和系统、控制电路。该总线信号反射抑制方法包括：实时获取总线参数；根据总线参数与预定参数范围的关系，确定是否将总线偏置电阻接入总线。本发明可以根据总线的误码率或回复率确定是否加入总线偏置电阻，从而减弱了反射信号对通讯线路的影响，提高RS‑485总线通讯可靠性。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种总线信号反射抑制方法、装置和系统、控制电路。

背景技术

在现代自动控制领域中，随着数字通信系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信，于是RS-485总线应运而生。

RS-485总线采用EIA在RS-422总线的基础上研究出的一种支持多节点(32个)、远距离(1219m)和高接收灵敏度(能检测低达200mV的电压)的总线标准。RS-485标准采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：接收器的输入电阻Rin≥12kΩ；驱动器能输出±7V的共模电压；输入端的电容≤50pF；在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)；接收器的输入灵敏度为200mV(即(Vin+)-(Vin-)≥0.2V时，表示信号“0”；(Vin+)-(Vin-)<-0.2V时，表示信号“1”)。

因为RS-485总线的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，使得EIARS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。

发明内容

申请人发现：远距离、多节点以及传输线成本低等特点，使得RS-485总线大量应用于自动控制及数据传输系统，但其自身存在的缺点如不注意处理，就会出现通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。而影响RS-485总线通讯可靠性的首要因素是信号反射。

在通信过程中，有两种信号可导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。图1为本发明一个实施例中阻抗不连续引起信号反射的示意图。如图1所示，阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。阻抗不连续引起的信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。图2为本发明一个实施例中终端电阻正确连接的示意图。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻，如图2所示。

从理论上分析，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻，就再也不会出现信号反射现象。但是，在实现应用中，由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等应用环境有关，特性阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少的信号反射还会存在。引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。信号反射对数据传输的影响，归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。

要减弱反射信号对通讯线路的影响，相关技术通常采用噪声抑制和加总线偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，相关技术经常采用加总线偏置电阻的方法。当通讯波特率比较高的时候，在线路上接偏置电阻是很有必要的。