為什么CAN/RS-485總線推薦使用雙絞線？

CAN和RS485是常用的串行通信協(xié)議，它們?cè)诤芏?a target="_blank">工業(yè)控制、自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 這兩種通信協(xié)議建議使用雙絞線來(lái)傳輸信號(hào)，本文將從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面探討為什么CAN和RS485建議使用雙絞線，并介紹雙絞線的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。

一、理論原理

1、抗干擾能力

CAN和RS485都屬于串行通信協(xié)議，在傳輸信號(hào)時(shí)需要通過(guò)傳輸線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由于傳輸線周圍存在大量的干擾源，例如電磁波、電源噪聲、電氣干擾等，這些干擾源會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致信號(hào)失真、誤碼等問(wèn)題。

雙絞線由兩根絞合在一起的導(dǎo)線構(gòu)成，它的絞合結(jié)構(gòu)可以有效地減小周圍干擾對(duì)信號(hào)的影響，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消，從而提高信號(hào)的抗干擾能力。

2、阻抗匹配

在信號(hào)傳輸中，阻抗匹配是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。 如果傳輸線的阻抗不匹配，將導(dǎo)致信號(hào)的反射、折返和失真等問(wèn)題。上圖也是CAN總線阻抗不匹配的情況。

雙絞線的阻抗匹配性能非常好，可以有效地避免信號(hào)反射和折返等問(wèn)題。

3、電容和電感

傳輸線的電容和電感是影響信號(hào)傳輸質(zhì)量的重要因素。 傳輸線的電容會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的延遲和失真，而電感會(huì)降低信號(hào)的帶寬和增加信號(hào)的衰減。 雙絞線的絞合結(jié)構(gòu)可以有效地減小傳輸線的電容和電感，從而提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度。

二、實(shí)踐應(yīng)用

1、CAN總線應(yīng)用

CAN總線是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和汽車電子等領(lǐng)域的通信協(xié)議。 在CAN總線中，通信雙方通過(guò)兩根雙絞線進(jìn)行通信。 由于CAN總線的工作環(huán)境通常比較惡劣，存在大量的電磁干擾和噪聲，因此CAN總線需要使用雙絞線來(lái)提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

2、RS485應(yīng)用

RS485是一種廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)采集和機(jī)器人等領(lǐng)域的通信協(xié)議。 RS485通信協(xié)議可以支持多點(diǎn)通信和長(zhǎng)距離傳輸，因此在一些需要遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合中，RS485也是一個(gè)非常好的選擇。

RS485使用雙絞線的主要原因是為了提高信號(hào)的抗干擾能力和減小傳輸線的阻抗，從而實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的傳輸和更穩(wěn)定可靠的通信。

除了CAN和RS485，雙絞線還廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)、電話線、電視線和音頻線等領(lǐng)域。 以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)通信協(xié)議，常用的以太網(wǎng)線也是一種雙絞線，其優(yōu)點(diǎn)是具有高速傳輸、抗干擾能力強(qiáng)和穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，適用于需要高速傳輸和穩(wěn)定通信的場(chǎng)合。 電話線和電視線也都是雙絞線，使用雙絞線可以提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和距離，從而實(shí)現(xiàn)更好的通信效果。 音頻線也常使用雙絞線，可以有效地減小電磁干擾和噪聲對(duì)音頻信號(hào)的影響，從而提高音頻信號(hào)的質(zhì)量。

總結(jié)

雙絞線是一種優(yōu)秀的傳輸線，其在抗干擾能力、阻抗匹配和電容電感等方面都具有優(yōu)異的性能。 在CAN、RS485和其他通信協(xié)議中，使用雙絞線可以提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，從而實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定和可靠的通信。 在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要和環(huán)境要求選擇合適的雙絞線，并采取適當(dāng)?shù)牟季€和接線措施，以確保雙絞線的最佳性能和效果。

審核編輯：湯梓紅