[發(fā)明專利]總線信號反射抑制方法、裝置和系統(tǒng)、控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811329016.1
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109274615B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設計）人: 卓明勝;郭玉堅;唐政清;鐘金揚;黎開暉
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L12/40
• 代理公司: 11038 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王云飛;劉劍波

本發(fā)明公開一種總線信號反射抑制方法、裝置和系統(tǒng)、控制電路。該總線信號反射抑制方法包括：實時獲取總線參數(shù)；根據(jù)總線參數(shù)與預定參數(shù)范圍的關系，確定是否將總線偏置電阻接入總線。本發(fā)明可以根據(jù)總線的誤碼率或回復率確定是否加入總線偏置電阻，從而減弱了反射信號對通訊線路的影響，提高RS?485總線通訊可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及自動控制領域，特別涉及一種總線信號反射抑制方法、裝置和系統(tǒng)、控制電路。

背景技術

在現(xiàn)代自動控制領域中，隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線能適合遠距離的數(shù)字通信，于是RS-485總線應運而生。

RS-485總線采用EIA在RS-422總線的基礎上研究出的一種支持多節(jié)點(32個)、遠距離(1219m)和高接收靈敏度(能檢測低達200mV的電壓)的總線標準。RS-485標準采用平衡式發(fā)送、差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動總線，具體規(guī)格要求：接收器的輸入電阻Rin≥12kΩ；驅(qū)動器能輸出±7V的共模電壓；輸入端的電容≤50pF；在節(jié)點數(shù)為32個，配置了120Ω的終端電阻的情況下，驅(qū)動器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關)；接收器的輸入靈敏度為200mV(即(Vin+)-(Vin-)≥0.2V時，表示信號“0”；(Vin+)-(Vin-)<-0.2V時，表示信號“1”)。

因為RS-485總線的遠距離、多節(jié)點(32個)以及傳輸線成本低的特性，使得EIARS-485成為工業(yè)應用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。

發(fā)明內(nèi)容

申請人發(fā)現(xiàn)：遠距離、多節(jié)點以及傳輸線成本低等特點，使得RS-485總線大量應用于自動控制及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，但其自身存在的缺點如不注意處理，就會出現(xiàn)通信失敗甚至系統(tǒng)癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運行可靠性至關重要。而影響RS-485總線通訊可靠性的首要因素是信號反射。

在通信過程中，有兩種信號可導致信號反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。圖1為本發(fā)明一個實施例中阻抗不連續(xù)引起信號反射的示意圖。如圖1所示，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，信號在這個地方就會引起反射。阻抗不連續(xù)引起的信號反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(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)。圖2為本發(fā)明一個實施例中終端電阻正確連接的示意圖。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同樣大小的終端電阻，如圖2所示。

從理論上分析，在傳輸電纜的末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻，就再也不會出現(xiàn)信號反射現(xiàn)象。但是，在實現(xiàn)應用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通訊波特率等應用環(huán)境有關，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信號反射還會存在。引起信號反射的另一個原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。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，整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)混亂。信號反射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀瑲w根結底是因為反射信號觸發(fā)了接收器輸入端的比較器，使接收器收到了錯誤的信號，導致CRC校驗錯誤或整個數(shù)據(jù)幀錯誤。

要減弱反射信號對通訊線路的影響，相關技術通常采用噪聲抑制和加總線偏置電阻的方法。在實際應用中，對于比較小的反射信號，為簡單方便，相關技術經(jīng)常采用加總線偏置電阻的方法。當通訊波特率比較高的時候，在線路上接偏置電阻是很有必要的。