许多RS-485网络的信号完整性和通信问题源自终端，无论是缺少终端还是终端不当都是如此。在本期RS-485基础系列中，我将谈论何时可以不终止RS-485网络，以及如果需要终止，如何使用标准（并行）终端和交流（AC）终端网络。
正如我在该系列的上一期中所讨论的，RS-485收发器的驱动器必须能够在32个单元负载和两个120Ω的终端之间驱动1.5V。我在帖子中没有提到，但120Ω的终端电阻值源于所谓的扭曲对总线线的差分模式特性阻抗。简而言之，线规、绝缘类型和厚度以及每单位长度的扭曲次数都会导致高速数据信号“看到”的阻抗。这种阻抗以欧姆表示，扭曲对电缆通常的范围是100Ω到150Ω。RS-485标准的作者选择了120Ω作为名义特性阻抗；因此，为了匹配这个阻抗，终端电阻也有120Ω的默认值。
为什么存在终端网络
将电缆的特性阻抗与终端网络匹配，使得总线末端的接收器能看到最大的信号功率。通过不终止传输线，或者用不等于电缆阻抗的某个值终止，您将引入不匹配，从而在网络末端产生反射。反射就是信号能量的一部分实际上沿着线路返回，然后与沿总线传播的下一个比特有建设性或破坏性地干涉。一个破坏性的例子是，如果反射回来的信号与传入的信号相位不合，导致接收器看到较小的传入信号。如果不匹配足够大，反射回来的能量可能会导致后续的比特被接收器误解和错误解码。
方程1显示了反射系数要接近零，负载阻抗ZL需要与源阻抗ZS匹配。如果负载和源阻抗之间有很大的差异，几乎整个信号都可以反射。
如您所见，为了获得最佳的信号完整性，最好将交流线阻抗与等值的终端相匹配。那么，为什么所有设计师都不想这样做呢？因为增加终端网络会增加整体系统的成本，而且这些终端网络还会在驱动器上增加并行负载，从而导致更大的稳态负载电流。在降低功耗至关重要的功耗敏感应用中（例如在电池供电应用中），省电的一个选择是不终止总线。让我们讨论移除终端何时是一个可行的选项。
不需要终端的网络
当网络的双向循环时间远小于单个比特时间（tbit>10×双向环路延迟）时，您不需要终端网络。在这种情况下，每次到达网络末端时，反射都会失去能量。
从图1中可以看出，反射的幅度将在信号每次在电缆末端反射时继续衰减。图1显示了信号的三个往返行程和总共六次反射。
图1：每次反射发生时反射振幅的衰减
假设总线未终端的一端的输入阻抗为96kΩ（1/8单位负载），驱动器的源阻抗为60Ω，信号反射将按表1所列的计算衰减。
表1：示例信号衰减计算
正如表1所示，当信号反射第六次时，它已衰减到其原始幅度的4%以下。在此之后，可以肯定地说反射不再能引起信号完整性问题。由于比特的采样点通常出现在比特过程的50-75%之间，所以您需要确保这三个往返延迟在采样点之前发生。
需要终端的网络
对于比特时间与电缆环路时间并不明显长的应用，终端至关重要，以最小化反射。最基本的终端网络，称为标准终端或并行终端网络，由单个电阻器组成（图2）。
图2：标准终端网络
对于标准终端，您将与网络两端的电缆的差分模式特性阻抗相匹配的终端电阻值。这确保了在总线上双向传输的信号的正确终端。正如我之前提到的，这种终端方案的主要缺点是，每当驱动器处于活动状态时，电阻器就会对驱动器施加直流负载。
使用AC终端有助于减轻这种功耗，而不会对总线长度与比特时间的要求那么长。
图3显示了一个AC终端方案。
图3：AC终端网络
由于RS-485驱动器的电流通常从一侧流经终端网络，然后流经驱动器的另一侧，通过放置串联电容，稳态电流变为零。这种类型的终端的两个注意事项是，每个终端网络需要一个额外的元件，并且串联电阻和电容器引入了一个电阻-电容（RC）延迟。RC时间常数会减慢差分信号的上升和下降沿，并限制网络的最大数据速率。
表2总结了三种终端方案。
表2：终端技术的总结
为了获得最佳的信号完整性，最好将电缆的差分模式特性阻抗与等阻抗的终端相匹配。但如果您采取适当的步骤，也有可能成功实施AC终端或完全避免终端。
