CAT5电缆对于RS-485和“真实” RS-485电缆是否足够好


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我有一个串行通讯项目。许多带有RS-485接口的板卡需要进行通信。日期速率为57600bps,电缆长度将小于几百英尺。

将屏蔽CAT5电缆的工作不够好,在这种情况下还是应该支付额外的“真正的” RS-485电缆,如这一个

在此处输入图片说明

我无法轻松地提前访问安装站点,因为它是跨州的。我在实验室中确实有可以测试的相同板。


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Belden电缆的“真正的RS-485”是什么?
stevenvh 2012年

Answers:


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虽然通常是屏蔽的,但CAT5可以是UTP类型的,表示非屏蔽双绞线。链接到的“真实” RS-485电缆有两个双绞线和一个屏蔽层。如果我没记错的话,CAT5e(或更高版本)具有屏蔽层,至少我见过的大多数电缆都具有屏蔽层-确切的标准可能会有所不同。我想那些会做得很好。只要确保您使用的是原RS-485电缆中的双绞线(您的数据表看起来像[1白色/橙色条纹]和[2橙色/白色条纹]是双绞线,[3蓝色/白色条纹]是第三根未绞合的线。)

阻抗失配似乎很小(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,但是我很确定您的应用程序仍然可以运行。您可能会读到RS-485的典型值为120欧姆,但终端网络在差分对之间使用120欧姆,在VCC和GND之间使用2 * 680欧姆。

RS-485终端,来源:维基百科资源

因此,电缆“看向”的终端的值始终小于120欧姆:(120 ||((680 + 680))欧姆= 110欧姆。

如果您有机会进行测试,可以尝试一下。我甚至可能会毫不犹豫地使用STP CAT5(e)。如果您的合同说您为安装失败的每一分钟付费,则您可能希望使用规格正确的电缆。(后者仍然不能确保一切都不会失败,但是如果您可以将其归咎于“ true”电缆,而不是让其他人归咎于您的“错误”电缆,则可能处于更好的位置。但是,您会看到最后这种情况如何)该段与物理学无关...)


Cat5电缆的阻抗为100欧姆,对吗?如果RS-485驱动器设计为120欧姆,这将如何影响事情?
SeanLabs 2012年

它可能仍然会起作用,我的答案现在已更新。
zebonaut 2012年

+1为最后一段。除非您的东西出现故障,否则您会节省大量现金且没有坏账,请使用真实的东西。如果您签订了维修/保修的合同,则不想让任何人为您打败。您也不想给任何人尝试将您的RS485东西插入以太网端口并损坏其中一个或两个的机会-他们将有一天对其进行管理。
约翰·U

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一般来说,CAT5适用于RS485。IME您遇到的第一个限制是串联电阻驱动长电缆上的终端。我已经在100m上可靠地运行了250kbaud。在200-300m左右,事情开始动摇。


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根据对Maxim应用笔记3884的引用,使用RS-485可以走多远 和走多远?从2006年7月25日开始(引用2104-05-28):

提到rs485和cat5的测量结果。

给出了Maxim驱动程序(在这种情况下为MAX3469)的性能以及其他制造商的等效驱动程序的性能

哪些因素限制了RS-485数据速率?

以下因素影响一个人可以在给定数据速率下可靠传输的距离:

  • 电缆长度:在给定的频率下,信号随电缆的长度而衰减。
  • 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。在电缆上增加屏蔽层可增强抗噪能力,从而增加给定距离的数据速率。
  • 电缆特性阻抗:分布的电容和电感会降低边沿速度,降低噪声容限并损害“眼图”。分布电阻直接衰减信号电平。
  • 驱动器输出阻抗:如果过高,则会限制驱动能力。接收器输入阻抗:如果太低,则会限制驱动器可以处理的接收器数量。
  • 端接:长电缆可以充当传输线。以其特征阻抗端接电缆可减少反射并增加可达到的数据速率。
  • 噪声余量:越大越好。驱动器的摆率:较慢的边缘(较低的摆率)可实现更长的电缆传输。

系统设计人员通常从两个竞争的制造商那里选择驱动器和接收器,但是大多数设计人员主要对RS-485驱动器可以驱动信号多远和多快感兴趣。给出了Maxim驱动器(在这种情况下为MAX3469)的性能以及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。设置示波器以在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,外加噪声余量。)然后,当脉冲(位)开始“运行”在一起时,请使用眼图来确定失真,噪声,并衰减到称为符号间干扰(ISI)的参数。

ISI迫使您将比特率降低到可以充分区分脉冲的水平。图1电路的测试显示触发点和眼图之间的一致性和清晰相关性。使用美国国家半导体的应用笔记977 [4]中记录的方法测量,眼图具有50%的抖动。在0V差分和±100mV差分下测量抖动产生的数据如图4和5所示。

...
根据驱动程序,您得到不同的结果

在Cat5电缆的39Mbps和340英尺的速度下,图2的驱动器输出呈现出眼图,其中信号在眼中交叉,这种情况表明可能存在误码。但是,在相同数据速率下的Maxim器件(图3)没有显示这种情况。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。


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我们在安全行业(CAT卡访问控制器和摄像机)中使用CAT5进行RS485传输没有任何问题... 9600-19200波特..某些电缆长度超过2000英尺..

马里奥


那很好。您是否曾经必须使用隔离器?
SeanLabs 2015年

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如果您在自己设计的板上使用芯片级驱动程序,请为CAT5电缆定制终端网络;本质上使其为100欧姆而不是120欧姆。我曾经一直这样做。我的问题通常是使深奥的485电缆的敷设时间足够长。无论使用哪种电缆,我都可以获得500英尺甚至1000英尺的架设量。它并不是打算在这么长的时间内使用,但它确实有效,而且只是成本的一​​小部分。


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该标准要求电缆在100kHz以上的频率下阻抗为100 Ohms,DCR <240 Ohms,并且互对电容<20pF,AWG为24或更大。就是这样 大多数CAT5电缆的阻抗为100欧姆(允许或承受),绝对小于20pF,而且我认为我从未见过DCR为240欧姆的电缆。因此,理论上您应该没问题。在实践中,我在UTP / STP上都使用了CAT5 / 5e / 6,在从小型串行设备到Prominas的各种设备上都没有问题。

我试图找到规范,但发现TI数据表超出了平衡/不平衡测试程序等。http: //www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

我能想到的唯一例外是MIL-STD。它将要求使用特定的电缆,电缆护套应反映出这一点。


要使DC电阻达到240欧姆,需要花费相当长的电缆。(公里长)
Jasen

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双绞线是双绞线。因此cat5是rs485的4个通道。似乎如果安装中有很多RFI,则可以证明屏蔽双绞线是合理的。Rs485是低阻抗平衡的,因此双绞线有助于提高抗噪能力,并降低电缆长度在电缆护套中的平行电容所带来的较高波特率的衰减效果。我在说的这些距离大于100米。

现在,在某些情况下,我将STP线用于rs485,因为我将许多设备连接成一条长链(DMX512照明灯具)。之前的结果是信号降级,表明末端的设备会错误地解释该信号。

由于您将要运行的电压(5-10V)并且信号不是高频(高于500Mhz),因此非屏蔽Cat 5应该可以在您的情况下工作。

但是您说过要在商业环境中安装此设备,因此始终最好使用最坏情况的环境并使用屏蔽电缆。

我会坚持也要货比三家。beldon 3106A通常用于连接平衡音频。是的,它也可以使用,但是标有24 awg充气级护套的电缆是标准配置。


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根据我在各种HVAC控制器(Bacnet MSTP和Modbus)上的经验,大多数时间UTP电缆在低噪声环境中短时间运行都可以正常工作,但是在使用不同设备和不正确端接的长时间多点运行中,可能会断断续续地难以诊断问题。解决RS485问题所需的人工可能很快超过使用正确电缆的成本。我的建议是从一开始就谨慎使用正确的电缆和端接,或者在发现问题时准备更换电缆。

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