为什么Profibus总线要连接终端电阻？（深度分析）_电阻_终端

下图是Profibus总线的SUB-D9针连接器，在其左侧的赤色部分，便是终端电阻的开关；连接器的下端用来连接Profibus的电缆，一进一出，每一条电缆都包含A、B两条数据线；连接器的右侧是9针插头，用来连接到CPU或者分布式模块上。

当终端电阻开关打开（拨到ON档）时，终端电阻被连接到Profibus总线中，Profibus的出线将被断开。
终端电阻并不是一个电阻，其内部包含了三个不同的电阻。
为了更好的解释终端电阻，我们先来看看Profibus的9针D型连接器的针脚定义，如下图：

标准Profibus电缆为屏蔽双绞线，个中有A（绿色）、B（粉色）两条数据线，它们分别连接到总线连接器的针脚（PIN）8和针脚（PIN）3；针脚（PIN）6是正极（+5V），针脚（PIN）5是参考地（0V）；

Profibus的连接器上除了有一个220欧姆（Ω）的终端电阻外，还包括一个390欧姆（Ω）的上拉电阻和一个390欧姆（Ω）的下拉电阻。
个中，上拉电阻（390Ω）与针脚6（VP，+5V）相连接，下拉电阻（390Ω）与针脚5（GND，0V）相连接，终端电阻（220Ω）通过总线连接器的开关与其它两个电阻相连，如下图：

当打开连接器的终端电阻开关（拨到ON档）后，Profibus的A、B两条数据线将于220欧姆（Ω）的终端电阻相连，如下图：

到目前为止，我们搞明白了Profibus总线连接器的终端电阻开关打开（拨到ON档）后，总线的回路中会有终端电阻及上拉和下拉电阻。
现在要问的是：为什么要连接终端电阻呢？如果不连接的话会怎么样呢？

答案便是：如果不连接终端电阻，通信电缆中可能会产生旗子暗记反射，而终端电阻可以肃清通信电缆中的旗子暗记反射。

导致旗子暗记反射的缘故原由有两个：阻抗不连续和阻抗不匹配。

所谓阻抗不连续，是指旗子暗记在数据线传输的末端溘然碰着电缆的阻抗很小（比如：短路）或者很大（比如：断路）。
阻抗不连续的地方会引起传输旗子暗记的反射，而肃清这种反射的方法便是在电缆的末端连接一个与电缆的特性阻抗相同的终端电阻，以担保电缆的阻抗连续。
由于旗子暗记的传输是双向的，以是两端都要有终端电阻。

引起旗子暗记反射的另一个缘故原由是阻抗不匹配。
旗子暗记在传输过程中，哀求数据收发器（负载）的阻抗与传输线的阻抗相同，否则就会引起旗子暗记的反射，这种反射紧张表现在通信线路处于空闲状态时，线路中会有无意义的数据。
在Profibus的网络中，上拉电阻和下拉电阻作为终端电阻的补充，可以担保在没有数据传输的时候，两根数据线之间的电压差趋于一个固定值，从而肃清滋扰数据。

下图是带终端电阻的Profibus总线拓扑构造图：

在一个物理网段内，该当担保网络的首尾两端都连接终端电阻，否则就可能导致通信故障。
这也意味着，如果终端站点涌现问题，会影响全体网络的通信。
为了预防此类问题，西门子还供应有源终端电阻。
有源终端电阻须要单独供电，安装在网段的两端，担保网段内任何一个设备涌现问题，都不会影响网络的电阻匹配。
下图是西门子供应的有源终端电阻的照片：

好了，关于Profibus终端电阻的问题就先聊到这里了。
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