由于 RS-485 是一個多點拓撲網絡并且無法處理爭用，因此，有時候總線上的所有 RS-485 收發器都呈現高阻抗，并且沒有主動驅動邏輯狀態。這通常在一個節點完成消息傳輸后、下一個節點開始傳輸消息前發生。在此期間，由于安裝了端接電阻，總線將具有 0V 差分信號。電子工業協會 (EIA)-485 標準規定，當差分電壓 ≥+200mV 時，RS-485 接收器的輸入閾值為邏輯高電平；當差分電壓 ≤-200mV 時，RS-485 接收器的輸入閾值為邏輯低電平。這意味著差分輸入電壓有一個 400mV 的不確定狀態，如圖 1 所示。

圖 1：RS-485 接收器輸入閾值

處理這種不確定狀態的兩種常見方法是：選擇具有內置失效防護輸入閾值的接收器，或者使用額外的外部電阻器在空閑總線上創建外部偏置。這兩種方法都可確保總線上的邏輯高電平狀態（對應于正差分電壓）。

您不妨回頭看看 RS-485 基礎知識之接收器的博客文章，我在其中論述了如何實現內置失效防護輸入偏置。簡單來說，即衰減網絡中產生的內部偏置電流在接收器比較器的輸入端產生電壓差。該解決方案的好處是，不會影響網絡上所有收發器的負載。但需要注意的是，網絡上的每個節點都需要內置此功能。對于現有裝置或使用以前設計模塊（可能不容易更新）的裝置，內置此功能可能不切合實際。

處理空閑總線情況的第二種方法是使用兩個外部電阻：一個從 A 端到 VCC，另一個從 B 端到地。請參閱圖 2 中的兩個紅色電阻器。

圖 2：失效防護電阻器的放置

如您所見，使用 RFS1 時，兩個并聯端接電阻 (RT) 和 (RFS2) 構成了一個簡單的分壓器電路。在整個網絡中，您只需在一個節點（通常是主節點）上安裝這些電阻器。 此外，RFS1 和 RFS2 設置為彼此相等，以便在 VCC 和地之間實現共模平衡。

公式 1 是計算這些失效防護電阻值的簡單方法。使用產生已知狀態 (+200mV) 的最小輸入電壓、等效并聯端接電阻 (60Ω) 以及將組裝失效防護電阻的節點的最小 VCC（我們使用 4.5V），求解簡單的分壓器方程：

代入 VFS = 200mV、Req = 60Ω 并設置 RFS1 + RFS2 = 2*RFS（因為我們將其設置為彼此相等），便得出：

如您所見，此解決方案的好處是只需要兩個電阻器即可，并且適用于網絡上的所有節點。但需要注意的是，兩個 645Ω 電阻器會產生一個共模負載。如果您還記得本系列上一篇關于單位負載的文章，就會知道每個 RS-485 驅動器都需要處理 375Ω 共模負載（32 個并聯單位負載），如圖 3 所示。

圖 3：32 個并聯的單位負載產生一個共模負載

問題是，僅失效防護電阻器就會產生 645Ω 的共模負載。現在需要計算在出現 375Ω 共模負載之前可能存在的其他并聯共模負載：

由于每個單位負載都可以近似為一個 12kΩ 的共模負載，因此在出現小于 896Ω 的共模負載之前，您只需計算并聯的單位負載最大值：

這意味著，失效防護電阻器帶來了相當于 18.6 (32-13.4) 個單位負載的共模負載，從而大大減少了網絡上允許的總節點數。如您所見，兩種處理空閑總線情況的方法各有利弊。

審核編輯 黃宇