许多工业网络规划人员对现已存在了30年的工业接口规范(例如：RS-485 等)好像依然搞不清楚，这令人难以置信。虽然解说这种规范根底知识的文献有许多，可是TI运用团队依然每周都会收到一些根底性问题，例如：怎么把毛病维护偏置运用于搁置总线。
毛病维护是指为端接搁置总线供给差动电压的技能，其意图是让总线收发器
的接纳机输出保持在逻辑高电平状况。当传统收发器规划用于总线网络规划时，常常会要求运用这种技能。
一些传统规划，例如：表1所示收发器，具有±200 mV 的宽输入敏感度。这意味着，+200 mV 和-200 mV 之间的小输入信号能够让接纳机输出变高或许低，然后使输出状况变得不确认。
在数据传输期间，要求满负载总线的差动线压高于±1.5 V，其远高于收发器的输入敏感度。可是，在总线拜访权限从一个节点移交给另一个节点期间或许传输暂停期间，总线搁置。使两个差动信号对导体相互衔接的低阻抗端接电阻器，让差动总线电压为0V，刚好坐落收发器输入敏感度的中心，然后发生一个不确认的输出。
因而，为了使接纳机输出在总线搁置期间坚持逻辑高电平，有必要对总线施加一个高于接纳机正输入阈值(VIT+ )的正差动毛病维护电压。表1标明，收发器每进步一代，理论要求毛病维护电平便随接纳机正输入阈值改动而下降。虽然收发器X要求最低+200 mV 的毛病维护偏置，可是收发器Y和Z均可在没有它的状况下作业，因为它们的正输入阈值低于0V。不幸的是，这些值仅运用在无噪环境下，例如：实验室或许地球的南北极，必定不能在恶劣的工厂环境下运用，而RS-485 网络就遍及装置在这种环境中。
差动噪声会进入总线，假如这种噪声的量级被包含在毛病维护电压核算中，则其会过错触发接纳机输入。运用一条双绞线可协助把线缆噪声转换为共模噪声。之后，接纳机的差动输入对这种噪声进行按捺。可是，线缆不规则性以及总线节点衔接器呈现的噪声，或许会促进差动噪声的发生，而这种噪声是无法被接纳机按捺的。
下一页的图1标明，当噪声信号叠加在收发器X和Y的正输入阈值电平上时，最小迟滞电压决议接纳机输出呈现过错逻辑状况的噪声电平。表1显现了从不同产品说明书提取的接纳机参数，它仅举出了收发器Z的最小迟滞电平。运用两个旧式的收发器X和Y时，仅举出典型的迟滞值。在某种状况下，例如：确认极点状况的最小毛病维护值，典型值没有意义。实际上，TI运用团队一起测量了收发器X和Y的最小迟滞电压，其挨近规则典型值的一半。
表1 第一代、第二代和第三代(X、Y和Z)收发器的接纳机输入敏感度
别的，有一种或许性是，给定收发器状况下，迟滞窗口或许坐落正输入阈值和负输入阈值之间的任何方位。因而，进行极点状况核算时，你有必要假定迟滞窗口坐落最高正阈值极限处。因而，要确认足够高的毛病维护偏置电压，有必要给正输入阈值电压添加估计峰到峰噪声电平：VAB(min) = VIT+ + VN(PP_max)。
关于噪声电平为VN(PP_max)= 50 mV的高度平衡总线来说，运用收发器X要求差动毛病维护电压为VAB(min) = 200 mV + 50 mV = 250 mV(图1)。
在没有外部偏置的状况下运用相同噪声电平操作收发器Y，是一项高风险的作业，特别是在最小迟滞远小于标称值时。别的，给正输入阈值添加噪声电平，得到最小毛病维护电压为V
AB(min) = –10 mV + 50 mV = 40 mV 。
愈加现代的第三代收发器Z能够在没有毛病维护偏置的状况下保持安稳的输出。它的正输入阈值为–20 mV，规则最小迟滞为50 mV，答应最大峰到峰噪声电平为140 mV ，这简直3倍于运用外部偏置的传统器材的抗噪功能。
假如无法运用一些现代收发器，则后边内容介绍的一些计u-算方法可用于对传统收发器要求的毛病维护偏置网络进行优化。
传统收发器的毛病维护偏置
图2显现了一条端接RS-485 总线及其分布式网络节点，以及由两个偏置电阻器(RFS)和一个终端电阻器(RT1)组成的毛病维护偏置网络。关于大多数作为主/从体系的RS-485运用来说，毛病维护偏置网络常常装置于总线的主端，而另一个线缆端接纳匹配典型线路阻抗(Z0)的终端电阻器(RT2)。
毛病维护偏置的首要缺陷是其共模负载。共模负载是信号导线和本地收发器接地之间的电阻。收发器具有高共模负载，首要是因为接纳机的输入电压分压器(图3)把输入信号降低了9倍以上。
内部电阻器网络在每个A和B总线端施加一个共模负载，其可表明为组合输入电阻(RIN)。那么，能够经过A和B线路的等效输入电阻(RINEQ)表明整个收发器网络的一共模电阻。RS-485 规范规则每条总线的最大共模负载为375。初始，该值仅分配给总线收发器。完成一个毛病维护偏置网络会耗费很多的这种负载，因而仅答应少量收发器衔接至总线。
图4显现了一条RS-485 总线的会集等效电路。可根据规则毛病维护总线电压(VAB)、电源电压(VS)、RFS 和RINEQ引起的共模负载以及特性线路阻抗(Z0)，来核算这种电路答应毛病维护电阻器值。核算节点A和B 的电流，然后求解各自线压(VA和VB)得到：
就节点A而言：
就节点B而言，考虑到两个压线之间的差异，并保证毛病维护偏置在最小电源条件以下，可核算得到要求的最小毛病维护总线电压：
因为RFS与RINEQ一起组成一条信号线的一共模负载，因而两条信号线的并联值不得超出375.的规则最大值，其可表明为：
在远线缆端，终端电阻器(RT2)有必要匹配特性线路阻抗(Z0)：
在偏置网络处，RT1和两个毛病维护电阻器的并联组合也有必要匹配Z0：
刺进方程式2、3和4到方程式1中，得到总线毛病维护电压：
求解方程式5的RFS，得到每个毛病维护电阻器的值：
知道RFS今后，RT1可从方程式4得到。一旦毛病维护网络建立起来，可衔接至总线的最大收发器数量可经过如下方法得到：
其间，ULXCVR 为收发器的额外单位负载(UL)。典型规划进程是，首要经过方程式6核算RFS，然后再经过方程式4核算RT1，并使RT2=Z0。最终，方程式7可用于核算或许的总收发器最大数目。
表2所示规划举例描绘了这种典型的规划进程。该表还杰出显现了运用1-UL 、5V收发器(X)网络与运用1. 8-UL、3.3V收发器(Y)网络之间的毛病维护偏置差异。
表2 毛病维护偏置影响总线收发器数目举例
定论
第一代收发器要求的高毛病维护电压毛病维护偏置导致大共模负载，而且有必要削减总线收发器数目。运用更小输入敏感度和更低单位负载的第二代收发器，可经过统筹高收发器数目来进步低噪声电平下的功能。可是，一举两得的方法是现在的第三代收发器，例如：TI的3V SN65HVD7x系列和5V SN65HVD8x系列。这些新式收发器具有如下长处：
·它们不要求运用外部偏置电阻器网络(会给总线带来大共模负载)，然后削减了衔接总线的收发器数目。
·它们最大答应一条总线上256个收发器。
·它们可接受高噪声电平。
·它们对12kV IEC ESD 和4kV IEC 脉冲瞬态有很强的反抗才能
·它们比传统收发器更廉价，而且有些运用更小的封装，完成本钱和空间节约。
·规划人员不用花费时刻研讨数学核算难题，例如：本文中介绍的数学核算方法。
