之前用485和CAN總線的時(shí)候只知道要加一個(gè)120歐的終端電阻，但是終端電阻的作用沒有深究，今天有時(shí)間來簡單學(xué)習(xí)一下這個(gè)120歐終端電阻的作用。485總線和CAN總線都是使用差分信號傳輸信號的，這里只以485為例進(jìn)行說明。

下圖是一個(gè)典型的485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

這里需要先說明一下信號反射問題，假設(shè)信號線末端（最遠(yuǎn)處）的設(shè)備沒有接終端電阻，信號在總線上傳輸信號線末端的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生反射，正兒八經(jīng)的原理說不上來，我們可以假設(shè)信號是水波，485設(shè)備的接收器的輸入阻抗為12KΩ，相對傳輸線的阻抗來說，輸入阻抗已經(jīng)很大了，這時(shí)候輸入阻抗就相當(dāng)于一堵墻，水波傳輸?shù)綁γ娴臅r(shí)候會(huì)發(fā)送反射，又會(huì)原路返回去。那么既然都是波，我們假設(shè)電波和水波一樣也有這樣的特性，那么就會(huì)產(chǎn)生信號反射的情況。如果產(chǎn)生信號反射，那么反射回去的波可能會(huì)干擾到后面繼續(xù)傳輸?shù)牟?#xff0c;也就是會(huì)發(fā)送波與波的疊加，這要是正好被某一個(gè)設(shè)備接收到這個(gè)疊加信號的話，數(shù)據(jù)就錯(cuò)了，這是個(gè)比較嚴(yán)重的問題。但是現(xiàn)實(shí)可能沒有那么嚴(yán)重。

我們假設(shè)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率為9600bps，電信號的傳輸為光速約為3×10^8，那么信號的波長?λ = v / f = 31250m，也就是一個(gè)脈沖在總線可以橫跨31250米，所以說，如果總線的長度大于31250米的話，那么在總線上可能會(huì)有多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)在傳輸。但是一般系統(tǒng)不會(huì)有那么長的信號線，假設(shè)系統(tǒng)的總線長度為100米，這時(shí)候波長是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于總線長度的，這時(shí)候信號的反射是可以忽略的，為什么可以忽略呢，同樣以水波為例說服自己，如果水波的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水池的長度，那么在水池里面根本就不會(huì)存在一個(gè)周期的完整的波，那么水在水池里面只能算是上下震蕩，根本算不上是波，同樣的，如果信號的波長遠(yuǎn)大于信號線的長度，那么在信號線上不會(huì)存在一個(gè)完整的信號周期，那么也就不算是一個(gè)合格的波了，也就不會(huì)有波的特性的了，那就不會(huì)產(chǎn)生波的反射現(xiàn)象。（以上全是我瞎編的，沒有科學(xué)依據(jù)，純粹為了說服我自己編的）

但是如果主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率為1Mbps，波長就變成了了300米，對于485總線來說300米是在范圍之內(nèi)的，假如總線的長度大于300米的話，可能就會(huì)產(chǎn)生信號的反射現(xiàn)象，這就要求要對反射信號進(jìn)行抑制，有兩個(gè)辦法可以解決這個(gè)問題，第一是降低數(shù)據(jù)的波特率，因?yàn)閿?shù)據(jù)的頻率越低波長越長，如果波長大于總線長度的話就會(huì)降低信號反射的問題，但是不能妥協(xié)的太多，畢竟數(shù)據(jù)速率也決定了系統(tǒng)的響應(yīng)速率。為了保證系統(tǒng)的通信速率同時(shí)消除信號反射，這時(shí)候終端電阻橫空出世！

485總線加終端電阻示意圖如下所示：

我們在主機(jī)端和總線末端加上一個(gè)120歐姆的電阻，相當(dāng)于把墻改成格柵，信號來著之后會(huì)直接流過去而不是反射回去，這樣就會(huì)降低系統(tǒng)出錯(cuò)的可能性，至于為什么在主機(jī)端也加一個(gè)120歐的電阻，我想是防止設(shè)備發(fā)數(shù)據(jù)給主機(jī)的時(shí)候主機(jī)端產(chǎn)生信號反射（那為什么不在每個(gè)設(shè)備上加一個(gè)終端電阻呢？）。

網(wǎng)上還要一種說法，阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配是導(dǎo)致信號反射的主要原因，參考文章http://m.elecfans.com/article/593105.html，引用該文章內(nèi)容：

　　終端電阻在通信中的作用是為了消除在通信電纜中的信號反射。然而在通信過程中，有兩種原因因?qū)е滦盘柗瓷?#xff1a;阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。

　　1.阻抗不連續(xù)：信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有，信號在這個(gè)地方就會(huì)引 起反射。這種信號反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大 小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻。

　　2.阻抗不匹配：引起信號反射的另個(gè)原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。在高頻電路中，當(dāng)信號的頻率很高時(shí)，則信號的波長就很短，當(dāng)波長短得跟傳輸線長度可以比擬時(shí)，反射信號疊加在原信號上將會(huì)改變原信號的形狀。如果傳輸線的特征 阻抗跟負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，在負(fù)載端就會(huì)產(chǎn)生反射。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。

　　要減弱反射信號對通訊線路的影響，通常采用噪聲抑制和加偏置電阻的方法。在實(shí)際應(yīng)用中，對于比較小的反射信號，為簡單方便，經(jīng)常采用加偏置電阻的方法。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的CAN、RS485总线中120欧姆终端电阻的作用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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