Diagnóstico RS-485 en banco: distinguir primero terminaciones, derivaciones y polarización en reposo

Dibujar primero el recorrido eléctrico

Dibuje en un mismo esquema ambos extremos del troncal, cada punto de ramificación, las interfaces de los transceptores y las terminaciones integradas en los equipos. Cuando la comunicación semidúplex comparte un par de señales, la disposición habitual es un bus troncal con derivaciones cortas. La terminación adapta la línea de transmisión a su impedancia característica; no significa colocar una resistencia en cada equipo. AN-960 de ADI explica la relación básica entre la terminación en paralelo en ambos extremos y la protección de estado seguro del receptor. AN-960

En cables habituales de 120 Ω, suele utilizarse una terminación de 120 Ω en cada uno de los dos extremos eléctricos. Cuente los interruptores «120 Ω» de los equipos, las resistencias de placa y las externas, no solo las dos resistencias fuera de los terminales. Para un cable con otra especificación, vuelva a comprobar su impedancia característica diferencial y el circuito completo.

Sin alimentación y con otros caminos en paralelo aislados, dos resistencias ideales de 120 Ω en paralelo dan 60 Ω. Es una comprobación de configuración mediante la ley de Ohm, no un sustituto de la medición de impedancia característica. Las redes de polarización, los transceptores y los dispositivos de protección también afectan a las lecturas reales del instrumento. Registre las condiciones del circuito antes de interpretar una lectura, en vez de atribuir inmediatamente un valor distinto de 60 Ω a un fallo del mazo de cables.

Usar comparaciones distintas para tres síntomas

Estas asociaciones ayudan a planificar comprobaciones; la forma de onda por sí sola no determina la causa raíz. Confirme que el direccionamiento, el formato de trama, el control de dirección de transmisión y los registros de mensajes no cambian antes de comparar condiciones eléctricas. Una comprobación con un solo nodo transmitiendo también debe mantenerse separada de una comprobación en reposo con todos los nodos liberando el bus.

Las restricciones de las derivaciones dependen del tiempo de subida

La sección 6 de la guía de diseño RS-485 de TI, SLLA272D, proporciona una ecuación de evaluación preliminar de derivaciones:

L ≤ tᵣ × v × c ÷ 10

L es la longitud de la derivación, tᵣ es el tiempo de subida del 10% al 90% de la salida del transmisor, v es la velocidad de propagación del cable como fracción de la velocidad de la luz y c es aproximadamente 3×10⁸ metros/segundo. Esta ecuación se aplica a las condiciones de derivación de esa guía de diseño; no demuestra la idoneidad para todos los equipos. SLLA272D, sección 6

Suponiendo una velocidad de propagación del cable de 0.67c y manteniendo las demás condiciones, se obtiene:

Son cálculos de demostración que no utilizan ningún flanco medido de un equipo concreto. Si una derivación de un metro presenta problemas tras sustituir un transceptor, no basta con comparar las velocidades máximas de los dispositivos. Reducir la velocidad de la UART no cambia necesariamente el tiempo de subida de cada transición del dispositivo. A continuación, obtenga las especificaciones de flanco o las formas de onda del transceptor real con las condiciones de alimentación y carga pertinentes y compruebe el recorrido real de la derivación.

Omitir la terminación es una decisión separada

En SSZTB23A, revisado en marzo de 2026, TI explica que algunos enlaces pueden no necesitar terminación cuando el tiempo de propagación de ida y vuelta de la red es muy corto respecto a la duración de un bit. Esto depende de las condiciones de atenuación de las reflexiones y de muestreo del receptor. Aborda un problema distinto de la evaluación de derivaciones basada en los flancos de la sección anterior. Una única etiqueta de «baja velocidad» no sustituye ambos juicios. SSZTB23A, páginas 1–3

Manteniendo 0.67c como hipótesis, una línea de 100 metros tiene un tiempo de propagación de ida y vuelta de aproximadamente 1 microsegundo. A 9600 bits/segundo, un bit dura aproximadamente 104 microsegundos; a 115200 bits/segundo, aproximadamente 8.68 microsegundos. Cambiar la velocidad modifica el tiempo relativo disponible para que se atenúen las reflexiones. Sin embargo, estas cifras omiten los nodos, los conectores, las características de salida de los dispositivos y el punto real de muestreo, por lo que no justifican directamente eliminar la terminación.

Cuando importa el bajo consumo, también pueden compararse otros métodos de terminación. La terminación en paralelo carga el transmisor. La terminación AC combina una resistencia y un condensador para reducir la corriente en régimen permanente, pero introduce efectos RC. Su idoneidad depende de las formas de onda del enlace, la velocidad de datos y el diseño de los componentes, no solo de la corriente en espera.

La polarización en reposo no corrige las reflexiones de la línea

La terminación resuelve la adaptación de la línea de transmisión; la polarización en reposo establece un estado definido del receptor cuando ningún transmisor emite. AN-960 distingue los umbrales de los receptores convencionales, la polarización externa y los receptores con verdadera función de estado seguro. Que un dispositivo ofrezca protección en circuito abierto no permite afirmar que no necesita medidas de diseño externas en todas las condiciones de reposo, cortocircuito y ruido. AN-960, polarización de estado seguro

Para una comprobación real, establezca primero los umbrales, la histéresis y las especificaciones de estado seguro del receptor. Ponga todos los transmisores en estado sin transmisión y después observe la tensión diferencial en reposo, la salida del receptor y los registros de errores de trama. Si debe ajustarse la polarización externa, cambie solo ese elemento y tenga en cuenta las terminaciones de ambos extremos y la carga de cada nodo. No copie valores de resistencias de otra placa.

Compruebe por separado el intervalo de modo común. Una diferencia adecuada entre las dos tensiones de señal no demuestra que sus tensiones respecto a la masa de referencia del receptor permanezcan dentro del intervalo permitido. Para dominios de alimentación distintos, diferencias de potencial de masa o disposiciones de aislamiento, utilice el circuito del equipo y la documentación del transceptor para resolver la cuestión; añadir terminaciones no la resuelve. Preguntas de diseño RS-485 de TI, sección 4

Una comparación trazable en banco

En un banco de baja tensión aislado de los sistemas eléctricos del emplazamiento, prepare los dos equipos extremos, cable de especificaciones conocidas, registros definidos de mensajes transmitidos y recibidos y herramientas de medición adecuadas para la interfaz y su intervalo de modo común. Siga primero las instrucciones del equipo para confirmar la alimentación, las conexiones de las sondas y los puntos de referencia. Desconecte la alimentación antes de cambiar resistencias o cableado. Sin condiciones adecuadas de medición diferencial, no intente conectar la pinza de masa de una sonda ordinaria a un potencial desconocido.

1. Guardar la referencia. Registre el modelo de transceptor, el modelo y la longitud del cable, la longitud de derivación, la terminación y polarización, las alimentaciones, la velocidad de transmisión, el formato de mensajes y los tiempos de habilitación del transmisor. Guarde los errores repetibles o las formas de onda actuales.
2. Elegir una variable. Utilice la tabla de síntomas anterior para cambiar únicamente la configuración de terminación, la longitud de derivación o la polarización en reposo. Mantenga los demás parámetros en sus valores de referencia.
3. Repetir la prueba en la misma ventana de observación. Defina de antemano el número de tramas transmitidas o la duración, los puntos de observación de formas de onda, la definición de error y las condiciones de finalización. Guarde las tramas correctas, las tramas con errores, los tiempos de espera agotados y las formas de onda correspondientes; «comunicación normal» no basta.
4. Restaurar la referencia para comprobar. Cuando las condiciones lo permitan, restaure la configuración original y observe si vuelve el síntoma. Si no vuelve, conserve otras explicaciones posibles, como la temperatura, el estado de conexión o un suceso intermitente.
5. Decidir el siguiente paso. Si un cambio afecta al síntoma, amplíe la validación al intervalo real de nodos, alimentaciones y entornos. Si los efectos de los cambios son inconsistentes, siga comprobando el control de dirección, los contactos, la alimentación o el método de medición, en vez de añadir más cambios simultáneamente.

Los adjuntos ofrecen una hoja de registro vacía, un ejemplo con valores planificados e instrucciones de los campos. Las tramas recibidas, las tramas con errores, las tensiones, el tiempo de subida medido y las conclusiones están vacíos en el ejemplo; deben introducirse resultados reales. La hoja no genera decisiones automáticas de aceptación. Los valores de aceptación proceden de los requisitos del sistema concreto, las condiciones del dispositivo y el diseño de prueba acordado.

Vuelva a comprobar la conclusión original del banco cuando se sustituya un equipo o cable, cambien el troncal o las derivaciones, se añadan o retiren nodos, cambien los interruptores de terminación o se modifique la referencia de alimentación. Si aparecen calentamiento, corriente anormal, incumplimientos de los límites del dispositivo o incertidumbre sobre la referencia de medición, deje de utilizar esa configuración y compruebe primero el circuito y las condiciones de medición.

Nota de aplicación relacionada: Evaluación en banco de Ethernet de un solo par y alimentación. Ambas requieren recorridos de datos y condiciones de alimentación claramente definidos, pero las terminaciones, los umbrales y las conclusiones de prueba de RS-485 no pueden trasladarse a una interfaz Ethernet.

Resumen

Esta nota separa tres cuestiones de diagnóstico RS-485: terminaciones en los extremos del bus, reflexiones de las derivaciones y comportamiento del receptor con el bus en reposo. Proporciona un cálculo de tiempo de subida, un ejemplo separado de tiempo de propagación y una comparación repetible en banco con una sola variable modificada. Los valores de los ejemplos son hipótesis y los campos de medición adjuntos están vacíos. MTTJ no ha realizado una prueba de hardware ni establecido límites de cualificación de producto.

Fuentes comprobadas: 30 de septiembre de 2026. Los principales materiales son TI SLLA272D (revisado en mayo de 2021), SSZTB23A (revisado en marzo de 2026), ADI AN-960 y las secciones pertinentes de las preguntas de diseño RS-485 de TI. La investigación documental y la edición de esta nota se realizaron con asistencia de IA. MTTJ preparó los cálculos de demostración y los pasos de banco y no ha realizado pruebas físicas.