Перейти к содержанию

Отвод линии (stub)

Шины RS-485 и CAN прокладывают одной магистралью с терминаторами на концах, а узлы подключают короткими ответвлениями — отводами. Отвод не согласован, и сигнал отражается от его конца. Чем быстрее фронты, тем короче он должен быть.

Обновлено Редакция GAW

Отвод (stub, drop line) — ответвление от магистрали шины к входам отдельного узла. В шинах RS-485 и CAN магистраль — витая пара с волновым сопротивлением около 120 Ом и терминаторами на обоих концах, а узлы подключаются к ней короткими ответвлениями.

Магистраль согласована, отвод — нет: на его конце стоит высокоомный вход трансивера, и сигнал от него отражается. TI в даташите SN65HVD3082E называет отвод нетерминированным куском линии, который тем сильнее искажает сигнал, чем он длиннее. Если отражение возвращается, пока фронт ещё нарастает, оно сливается с ним и почти не мешает; если позже — на фронте появляются ступеньки и звон.

Правило TI: электрическая длина отвода — время прохода туда и обратно — должна быть меньше десятой части времени нарастания фронта драйвера:

Lотв≤0,1⋅tr⋅v⋅cL_\text{отв} \le 0{,}1 \cdot t_r \cdot v \cdot c

где tr — время нарастания 10–90 %, c = 3·10⁸ м/с, v — скорость распространения в кабеле в долях скорости света.

ТрансиверФронт драйвераДопустимый отвод
SN65HVD3082E (RS-485, 200 кбит/с)от 500 нсдо 15 · v м
SN75176B (RS-485, до 10 Мбит/с)около 20 нсоколо 0,6 · v м
CAN по ISO 11898, до 1 Мбит/с—до 0,3 м

Отсюда практический вывод: для медленных сетей с длинными отводами берут трансиверы с ограниченной скоростью нарастания фронта — по TI управляемые фронты делают их пригодными для длинных линий из витой пары, а отводы они терпят длиннее. Для CAN TI в даташите SN65HVD230 приводит требования ISO 11898 — магистраль до 40 м, отвод до 0,3 м, до 30 узлов — и оговаривает, что при тщательном проектировании возможны отступления.

Как уменьшить отвод: ставить трансивер у самого разъёма шины, как советует TI для SN75176B, и проводить магистраль через узлы «шлейфом» — вход и выход кабеля на одной плате, — а не звездой. Подробнее о топологии — в статье о RS-485, трансиверы — в карточке SN75176 и SN65HVD3082E.

Частые вопросы

Какой длины может быть отвод в RS-485?

TI предлагает оценку: электрическая длина отвода меньше десятой части времени нарастания фронта драйвера, Lstub ≤ 0,1 · tr · v · c. Для SN65HVD3082E с фронтом от 500 нс это до 15 · v метров, где v — доля скорости света в кабеле. Для быстрого SN75176B с фронтом около 20 нс — около 0,6 · v метра.

Какая длина отвода допускается в CAN?

TI в даташите SN65HVD230 приводит требования ISO 11898: скорость до 1 Мбит/с, магистраль до 40 м, отвод до 0,3 м и до 30 узлов. Там же оговорено, что при тщательном проектировании сети возможны более длинные кабели и отводы — так делают отраслевые стандарты на основе CAN.

Почему терминатор не ставят на конце отвода?

Терминаторы ставят только на двух концах магистрали: их суммарное сопротивление, 60 Ом при двух резисторах по 120 Ом, и есть нагрузка, на которую рассчитан драйвер. Терминатор на каждом отводе перегрузил бы драйвер. Поэтому отвод остаётся несогласованным, и его делают коротким.

Источники

  1. Texas Instruments. SNx5HVD308xE Low-Power RS-485 Transceivers (SLLS562O, revised July 2023) — разд. 9.2.1.2 — отвод — расстояние от входов трансивера до магистрали; это нетерминированный кусок линии, вызывающий отражения; электрическая длина отвода меньше 1/10 времени нарастания драйвера: Lstub ≤ 0,1 · tr · v · c, где tr — время нарастания 10–90 %, c — 3·10⁸ м/с, v — скорость в кабеле в долях c; разд. 6.9 — фронт HVD3082E 500–1500 нс
  2. Texas Instruments. SN65HVD23x 3.3-V CAN Bus Transceivers (SLOS346O, revised April 2018) — разд. 11.2.1.1 — нетерминированные отводы к узлам держат как можно короче; разд. 11.2.1.3 — ISO 11898: до 1 Мбит/с, магистраль до 40 м, отвод до 0,3 м, до 30 узлов; при тщательном проектировании возможны длиннее
  3. Texas Instruments. SNx5176B Differential Bus Transceivers (SLLS101I, revised August 2025) — разд. 7.2 — линия терминируется на обоих концах, отводы от магистрали как можно короче; разд. 7.2.2 — трансивер ставят у разъёма шины; разд. 5.6 — время переключения драйвера 20 нс типично

Нашли ошибку?