CAT5 电缆对于 RS-485 与“真正的”RS-485 电缆是否足够好

电器工程 沟通 电缆 rs485
2022-01-05 22:50:45

我有一个串行通信项目即将推出。许多带有 RS-485 接口的板需要进行通信。数据速率为 57600bps,电缆长度将小于几百英尺。

在这种情况下,屏蔽 CAT5 电缆是否能正常工作,或者我应该为“真正的”RS-485 电缆支付额外费用

在此处输入图像描述

我不能轻易地提前访问安装站点,因为它是州际公路。我在实验室里确实有同样的板子,我可以用它来测试。

4个回答

虽然通常是屏蔽的,但 CAT5 可以是 UTP 类型,即非屏蔽双绞线。您链接到的“真正的”RS-485 电缆有两对双绞线和一个屏蔽层。如果我没记错的话,CAT5e(及以上)有一个屏蔽,至少我见过的大多数电缆都有 - 确切的标准可能会有所不同。我想那些会做得很好。只需确保使用原始 RS-485 电缆中的双绞线(您的数据表看起来像 [1 White/Orange Stripe] 和 [2 Orange/White Stripe] 是双绞线,而 [3 Blue/White Stripe]是第三根未绞合的电线。)

似乎有一个小的阻抗失配(CAT5 为 100 欧姆,RS-485 为 120 欧姆)。这将在驱动程序和接收器上引起反射,但我很确定您的应用程序仍然可以工作。虽然您可能读到 RS-485 的典型值为 120 欧姆,但端接网络在差分对和 2 * 680 欧姆到 VCC 和 GND 之间使用 120 欧姆。

RS-485 终端,来源:维基百科资源

因此,电缆“查看”的终端值无论如何都小于 120 欧姆:(120||(680+680)) 欧姆 = 110 欧姆。

如果你有机会测试,你可以去。我可能会毫不犹豫地使用 STP CAT5(e)。如果您的合同规定您为安装失败的每一分钟付费,您可能希望使用具有适当规格的电缆。(后者仍然不能确保没有任何故障,但是如果您可以将其归咎于“真正的”电缆而不是让其他人指责您的“错误”电缆,那么您可能处于更好的位置。但是您会看到这是如何持续的段落与物理无关...)

一般来说,CAT5 适用于 RS485。IME 您遇到的第一个限制是通过长电缆驱动端接的串联电阻。我已经可靠地在 100m 上运行了 250kbaud。在 200-300m 左右,事情开始变得不稳定。

根据 Maxim 应用笔记 3884 的参考资料, 您可以使用 RS-485 走多远和多快?从 2006 年 7 月 25 日(引用 2104-05-28)开始:

提到带有测量值的 rs485 和 cat5。

介绍了 Maxim 驱动器(本例中为 MAX3469)和其他制造商的等效驱动器的性能

哪些因素限制了 RS-485 数据速率?

以下因素会影响以给定数据速率可靠传输的距离:

  • 电缆长度:在给定频率下,信号被电缆衰减为长度的函数。
  • 电缆结构:Cat5 24AWG 双绞线是用于 RS-485 系统的非常常见的电缆类型。为电缆添加屏蔽可增强抗噪性,从而提高给定距离的数据速率。
  • 电缆特性阻抗:分布电容和电感减慢边缘,降低噪声容限并损害“眼图”。分布式电阻直接衰减信号电平。
  • 驱动器输出阻抗:如果太高,则会限制驱动能力。接收器输入阻抗:如果太低,这会限制驱动器可以处理的接收器数量。
  • 终端:长电缆可以像传输线一样工作。以其特性阻抗端接电缆可减少反射并提高可实现的数据速率。
  • 噪声容限:越大越好。驱动器的转换速率:较慢的边缘(较低的转换速率)可以在更长的电缆长度上进行传输。

系统设计人员经常从两家竞争制造商那里选择驱动器和接收器,但大多数设计人员主要对 RS-485 驱动器驱动信号的距离和速度感兴趣。介绍了 Maxim 驱动器(本例中为 MAX3469)和其他制造商的等效驱动器的性能

通过观察驱动器的差分输出来测试信号完整性。将示波器设置为在 80mV 和 -400mV 阈值之间寻找触发点。(选择这些阈值是因为接收器的输入范围为 20mV 至 -200mV,外加噪声容限。)然后,当脉冲(位)开始“一起运行”时,使用眼图确定失真、噪声、以及对称为符号间干扰 (ISI) 的参数的衰减。

ISI 强制您将比特率降低到允许充分区分脉冲的水平。图 1 电路的测试显示了触发点和眼图之间一致且清晰的相关性。眼图显示出 50% 的抖动,使用美国国家半导体应用说明 977[4] 中记录的方法进行测量。在 0V 差分和 ±100mV 差分下测量抖动会产生图 4 和图 5 中所示的数据。

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根据驱动程序,您会得到不同的结果

在 39Mbps 和 340 英尺 Cat5 电缆的情况下,图 2 的驱动器输出呈现出一种眼图,其中信号在眼图的中间交叉——这种情况表明可能存在误码。然而,Maxim 器件在相同数据速率下(图 3)没有显示出这种情况。由于对称的输出边沿和较低的输入电容,Maxim 收发器提供了更好的性能。

我们在安全行业(卡门禁控制器和摄像头)中使用 CAT5 用于 RS485 没有任何问题……9600-19200 波特……电缆长度超过 2000 英尺……就像一个魅力

马里奥