作為上世紀８０年代早期批準的一個平衡傳輸標準，ｒｓ－４８５似乎已成為工業界永不過時的接口標準。關于它的文獻有很多，但對于很少接觸接口設計的系統工程師而言，如此海量的文獻就有些讓人吃不消了。

　　本文旨在討論ｒｓ－４８５標準的主要內容，為初接觸它的設計師提供入門指南。研究文末參考的一些附加應用筆記可進一步幫助設計師在最短的時間內完成一套可靠的數傳設計。

　　ｒｓ－４８５標準的用途

　　ｒｓ－４８５只定義了用于平衡多點傳輸線的驅動器和接收器的電特性，因此很多更高層標準都將其作為物理層引用。

　　網絡拓撲

　　總線節點以菊花鏈或總線拓撲方式聯網。（見圖１）也就是說，每個節點都通過很短的線頭連接到主線纜。該接口總線通常設計為用于半雙工傳輸，也就是說它只用一對信號線，驅動數據和接收數據只能在不同時刻出現在信號線上。

　　圖１：ｒｓ－４８５總線結構（左）與半雙工總線結構（右）

　　這就需要通過方向控制信號（例如驅動器／接收器使能信號）控制節點操作的協議，以確保任何時刻總線上都只能有一個驅動器在活動，而必須避免多個驅動器同時訪問總線導致總線競爭。

　　信號電平

　　ｒｓ－４８５驅動器必需在５４的負載上提供最小１．５ｖ的差分輸出，而ｒｓ－４８５接收器則必需能檢測到最小為２００ｍｖ的差分輸入（見圖２）。這兩個值為可靠數據傳輸提供了足夠的裕度，即便信號經過線纜和連接器發生嚴重衰減時亦如此。而穩健性正是ｒｓ－４８５適用于噪聲環境的長距離聯網的主要原因。

　　圖２：ｒｓ－４８５規定的最小總線信號電平

　　線纜類型

　　在雙絞線上傳送差分信號為ｒｓ－４８５應用帶來了很大好處。這是因為外部噪聲源產生的噪聲總是等量耦合進兩根信號線中，屬于共模噪聲，而這能在差分接收器的輸入處就被抑制掉。

　　工業用ｒｓ－４８５線纜是特性阻抗為１２０和２２ａｗｇ的塑封非屏蔽雙絞線。圖３所示為一對用于半雙工網絡的ｕｔｐ線纜的橫截面。

　　圖３：ｒｓ－４８５通信線纜示例

　　為了保持網絡的電特性，除了網絡線纜的連接之外，印制電路板的布線和ｒｓ－４８５設備連接器上的管腳分配需保持兩根信號線之間的距離均等且足夠靠近。

　　總線端接與線頭長度

　　數據傳輸線應進行端接，而且線頭應盡可能短，以避免傳輸線上發生信號反射。良好的端接要求終端電阻ｒｔ與傳輸線線纜的特征阻抗ｚ０匹配。ｒｓ－４８５建議采用ｚ０為１２０的線纜，因此通常每根線纜末端都采用１２０的電阻進行端接。

　　圖４：利用共模噪聲濾波器對ｒｓ－４８５進行端接

　　噪聲環境下的應用往往用兩個ｒｃ低通濾波器替代這些１２０的電阻，以增強對共模噪聲的濾波（見圖４）。值得注意的是，兩個濾波器的電阻值應相等（最好采用精密電阻）以確保兩個濾波器具有相同的滾降頻率。電阻容差過大會導致濾波器轉角頻率出現偏差，而導致共模噪聲轉換為差模噪聲，使接收器的抗噪性能降低。

　　線頭的電長度（即收發器與線纜干線之間的距離）應小于驅動器輸入信號上升時間的１／１０。表１列出了圖４中不同驅動信號上升時間對應的最大線纜線頭長度。

　　表１：不同信號上升時間下的線頭長度和未端接線纜長度

　　故障保險

　　故障保險（ｆａｉｌｓａｆｅ）是指接收器可以在無輸入信號時保證一個確定的輸出狀態。可能導致信號丟失的原因有三種：１）電路開路：由電線斷線或收發器從總線上斷開導致；２）電路短路：絕緣失效導致傳輸差分對信號的兩根線互相短路；３）總線空閑：總線上沒有驅動器工作。

　　由于以上幾種條件可能導致傳統的接收器在輸入信號為零時輸出隨機的狀態，因此現代收發器設計中均為開路、短路和總線空閑狀態下的故障保險設計了專門的偏置電路。當輸入信號為零時，該電路會使接收器的輸出保持在一個確定的狀態。

　　盡管這些帶故障保險的收發器宣稱能減少元器件個數，但它們１０ｍｖ的最壞情況噪聲裕度使外部故障保險電路的設計成為必要。

　　外部故障保險電路包含一個電阻分壓器，用以產生足夠的差分總線電壓，將接收器的輸出驅動至一個確定的狀態。為確保電路具備足夠的噪聲裕度，ｖａｂ在２００ｍｖ接收器輸入閾值之外還