RS485 Bus, Eingangswiderstand und max. Last

[Rafi (Gast)]

Hallo

Ich beschäftige mich momentan mit der RS-485 Schnittstelle.
Ich habe allerdings probleme die Rechnungen und Modelle aus dem Dokument 
"RS-485 Unit Load and Maximum Number of Bus Connections" (siehe Anhang) 
zu verstehen.

Figur 1 zeigt ein Beispiel für einen Busaufbau. Dabei sind die einzelnen 
Empfänger parallel geschaltet und jeder soll 12kohm Eingangswiderstand 
haben. Somit dürfen also bei UL=12k ja max 32 Empfänger angeschlossen 
werden.

1. Frage:
Wieso ergbit sich mit der Rechnung 12k/32 nur 375ohm Widerstand für 
jeden Empfänger. Sie sind ja nicht in Reihe geschaltet sondern parallel 
(genauso wie die Abschlusswiderstände, die ja zusammen 120²/240= 60ohm 
ergeben, s. Figur 4)

2. Frage:
Der Sender soll ja eine Differenzspannung von +-5V liefern.
Welcher Strom muss mindestens beim Empfänger ankommen um die mindest 
Spannung von 0,2V zu messen. (damit noch korrekt detektiert wird)
vielleicht: 0,2V/375ohm oder 0,2V/12kohm oder 0,2V/???

Danke
vg

[M. P. (Gast)]

Rafi schrieb:
> Wieso ergbit sich mit der Rechnung 12k/32 nur 375ohm Widerstand für
> jeden Empfänger. Sie sind ja nicht in Reihe geschaltet sondern parallel
> (genauso wie die Abschlusswiderstände, die ja zusammen 120²/240= 60ohm
> ergeben, s. Figur 4)

Die 60 Ohm entsprechen den beiden Abschlusswiderständen zu je 120 Ohm.
Die jeweils 375 Ohm in Reihe zur "Dummy Load" bilden einen normalen 
Teilnehmer am Bus nach. - In diesem Fall genauer gesagt 32 Teilnehmer.

Wenn man den Rechten Teil von Figur 4 insg. 32 mal parallel mit 12kOhm 
statt 375 Ohm "aufbaut", wird die elektronische Bus-Last trotzdem bei 
375 Ohm bleiben.
Die 375 Ohm sind also nicht für alle Empfänger, sondern nur bei vollem 
Ausbau des Busses. Bei nur 12 Teilnehmern wäre der Widerstand nur 1kOhm.

Rafi schrieb:
> Welcher Strom muss mindestens beim Empfänger ankommen um die mindest
> Spannung von 0,2V zu messen. (damit noch korrekt detektiert wird)
> vielleicht: 0,2V/375ohm oder 0,2V/12kohm oder 0,2V/???

Für den Empfänger sind 200mV Differenz ausreichend. Somit würde ich 
davon ausgehen, dass mindestens 0,2V/12kohm ankommen und (bei 32 
Teilnehmern) 0,2V/375ohm auf den Bus gegeben werden. - Andernfalls kann 
keine Verbindung zustande kommen.

Allerdings sieht es meist etwas freundlicher aus:

Beispiel: SN75176

+-60mA Max Driver Output Capability

Auf Seite 10 können dann die Diagramme zur Hilfe genommen werden.

Gruß,

[Rafi (Gast)]

Hallo M.P.

Danke für die Erklärung!

Hat das ganze mit der galvanischen Kopplung was zu tun, dass man das mit 
den Grundlagen- Formeln zu Reihen- und Parallelschaltung nicht versteht? 
Ich versuche das mit den normalen Kirchhoff'schen Gleichungen zu 
verstehen, aber das klappt nicht.

M. P. schrieb:
> Wenn man den Rechten Teil von Figur 4 insg. 32 mal parallel mit 12kOhm
> statt 375 Ohm "aufbaut",...

Im Anhang habe ich mal ein ESB skizziert, so wie ich das aus d. 
Erklärung verstanden habe. Ist das so korrekt?

M. P. schrieb:
> ...wird die elektronische Bus-Last trotzdem bei 375 Ohm bleiben.
> Die 375 Ohm sind also nicht für alle Empfänger, sondern nur bei vollem
> Ausbau des Busses. Bei nur 12 Teilnehmern wäre der Widerstand nur 1kOhm.

Warum bleibt es bei 375Ohm? Kannst du mir bitte aus einem ESB die 
Rechnung 12k/32 erklären!
Es ist bei mir noch nicht klar, wie man sich die Schaltung vorstellen 
kann, damit alle 32 Teilnehmer den Sender mit insg. 375Ohm belasten.

Danke nochmal

[Bernd K. (prof7bit)]

Rafi schrieb:

> Es ist bei mir noch nicht klar, wie man sich die Schaltung vorstellen
> kann, damit alle 32 Teilnehmer den Sender mit insg. 375Ohm belasten.

Ich glaube deine obige Skizze beruht auf einem Mißverständnis obwohl Du 
anfangs bereits auf der richtigen Spur warst. Die Teilnehmer liegen alle 
parallel am Bus und der Bus selbst hat idealerweise kaum nennenswerten 
Widerstand (zumindest nehmen wir das jetzt einfach mal kurz an, der 
Übersichtlichkeit halber).

Stell Dir also jeden Teilnehmer als 12k Widerstand vor und 32 solcher 
Teilnehmer als eine Parallelschaltung von 32 dieser 12k Widerstände, 
also hat diese Parallelschaltung:

1 / (32 * 1/(12000 Ohm))
= 1/32 * 12000 Ohm
= 375 Ohm

Dazu kommt noch parallel zwei mal 120 Ohm (Abschluss an jedem Ende), 
also insgesamt nun:

1 / (1/120 + 1/120 + 1/375)
= 51.7 Ohm

Das ist es was der Ausgangstreiber (gleichstrommäßig) sieht als Last, 
das muss er treiben können, zumindest gleichstommäßig ist das schon 
alles, komplizierter ist das nicht.

Natürlich kommen bei hohen Baudraten und langen Kabeln noch andere 
Effekte hinzu, aber das steht auf einem anderen Blatt. Und auch über die 
Frage des Umgangs mit Potentialunterschied, isolierten Transceivern und 
der (Nicht-)Notwendigkeit einer separaten Masseleitung sind schon 
Freundschaften zerbrochen (Hint: sie ist nicht notwendig, bei 
Anwesenheit im besten Falle nur funktionslos (dann kann man sie auch 
weglassen) und wenn sie doch was tut dann ist das nur problematisch, 
also weglassen und stattdessen am gesamten Bus ausschließlich isolierte 
Transceiver verwenden).