Dépannage RS-485 sur banc : distinguer d'abord terminaisons, dérivations et polarisation au repos

Tracer d’abord le chemin électrique

Représentez sur un même schéma les deux extrémités du tronc, chaque point de dérivation, les interfaces des émetteurs-récepteurs et les terminaisons intégrées aux appareils. Lorsque la communication semi-duplex partage une seule paire de signaux, la disposition habituelle est un tronc de bus avec de courtes dérivations. La terminaison adapte la ligne de transmission à son impédance caractéristique ; elle ne consiste pas à placer une résistance sur chaque appareil. La note AN-960 d’ADI explique la relation fondamentale entre les terminaisons parallèles aux deux extrémités et la protection à état sûr des récepteurs. AN-960

Pour un câble courant de 120 Ω, on utilise souvent une terminaison de 120 Ω à chacune des deux extrémités électriques. Comptez les interrupteurs « 120 Ω » des appareils, les résistances embarquées et les résistances externes, et pas uniquement les deux résistances à l’extérieur des borniers. Pour une autre spécification de câble, revérifiez son impédance caractéristique différentielle et le circuit complet.

Hors tension et avec les autres chemins parallèles isolés, deux résistances idéales de 120 Ω en parallèle donnent 60 Ω. Il s’agit d’un contrôle de configuration par la loi d’Ohm, et non d’un substitut à la mesure de l’impédance caractéristique. Les réseaux de polarisation, les émetteurs-récepteurs et les composants de protection influencent aussi les valeurs réelles lues au multimètre. Consignez les conditions du circuit avant d’interpréter une lecture, au lieu d’attribuer immédiatement toute valeur autre que 60 Ω à un défaut de faisceau.

Employer des comparaisons distinctes pour trois symptômes

Ces associations aident à planifier les contrôles ; la forme d’onde seule ne détermine pas la cause. Confirmez que l’adressage, le format des trames, la commande du sens de transmission et les relevés de messages restent identiques avant de comparer les conditions électriques. Un contrôle avec un seul nœud émetteur doit également rester distinct d’un contrôle au repos où tous les nœuds ont libéré le bus.

Les contraintes des dérivations dépendent du temps de montée

La section 6 du guide de conception RS-485 de TI, SLLA272D, donne une équation d’évaluation préliminaire des dérivations :

L ≤ tᵣ × v × c ÷ 10

L désigne la longueur de la dérivation, tᵣ le temps de montée de 10% à 90% de la sortie de l’émetteur, v la vitesse de propagation du câble exprimée en fraction de la vitesse de la lumière et c environ 3×10⁸ mètres/seconde. Cette équation s’applique aux conditions de dérivation décrites dans ce guide ; elle ne prouve pas l’adéquation à tous les appareils. SLLA272D, section 6

En supposant une vitesse de propagation du câble de 0.67c et en conservant les autres conditions, on obtient :

Ce sont des calculs de démonstration, sans front mesuré sur un appareil précis. Si une dérivation d’un mètre pose problème après le remplacement d’un émetteur-récepteur, comparer uniquement les débits maximaux des appareils ne suffit pas. Réduire le débit de l’UART ne modifie pas nécessairement le temps de montée de chaque transition du composant. Procurez-vous ensuite les spécifications de front ou les formes d’onde de l’émetteur-récepteur réel dans les conditions d’alimentation et de charge concernées, et vérifiez le parcours réel de la dérivation.

Supprimer les terminaisons est une décision distincte

Dans SSZTB23A, révisé en mars 2026, TI explique que certaines liaisons peuvent se passer de terminaisons lorsque le temps de propagation aller-retour du réseau est très court par rapport à la durée d’un bit. Cela dépend des conditions d’atténuation des réflexions et d’échantillonnage du récepteur. Cette question diffère de l’évaluation des dérivations fondée sur les fronts dans la section précédente. La seule mention « basse vitesse » ne peut pas remplacer ces deux jugements. SSZTB23A, pages 1–3

En conservant 0.67c comme hypothèse, une ligne de 100 mètres présente un temps de propagation aller-retour d’environ 1 microseconde. À 9600 bits/seconde, un bit dure environ 104 microsecondes ; à 115200 bits/seconde, environ 8.68 microsecondes. Modifier le débit change le temps relatif disponible pour l’atténuation des réflexions. Toutefois, ces chiffres ne prennent pas en compte les nœuds, les connecteurs, les caractéristiques de sortie des composants et le point d’échantillonnage réel ; ils ne justifient donc pas directement la suppression des terminaisons.

Lorsque la faible consommation est importante, d’autres méthodes de terminaison peuvent aussi être comparées. La terminaison parallèle charge l’émetteur. La terminaison AC associe une résistance et un condensateur pour réduire le courant en régime permanent, mais introduit des effets RC. Son adéquation dépend des formes d’onde de la liaison, du débit et du dimensionnement des composants, et pas seulement du courant de veille.

La polarisation au repos ne corrige pas les réflexions de la ligne

La terminaison assure l’adaptation de la ligne de transmission ; la polarisation au repos établit un état défini du récepteur lorsqu’aucun émetteur ne transmet. AN-960 distingue les seuils des récepteurs classiques, la polarisation externe et les récepteurs dotés d’une véritable fonction de protection à état sûr. La protection d’un composant en circuit ouvert ne permet pas d’affirmer qu’il ne nécessite aucune mesure de conception externe dans toutes les conditions de repos, de court-circuit et de bruit. AN-960, polarisation à état sûr

Pour un contrôle réel, établissez d’abord les seuils, l’hystérésis et les spécifications de protection à état sûr du récepteur. Placez chaque émetteur dans son état sans émission, puis observez la tension différentielle au repos, la sortie du récepteur et les relevés d’erreurs de trame. Si la polarisation externe doit être ajustée, modifiez uniquement cet élément et tenez compte des terminaisons aux deux extrémités et de la charge de chaque nœud. Ne copiez pas les valeurs de résistances d’une autre carte.

Vérifiez séparément la plage de mode commun. Une différence suffisante entre les deux tensions de signal ne démontre pas que leurs tensions par rapport à la masse de référence du récepteur restent dans la plage autorisée. En présence de domaines d’alimentation différents, de différences de potentiel de masse ou de dispositifs d’isolation, traitez la question à partir du circuit de l’équipement et de la documentation de l’émetteur-récepteur ; l’ajout de terminaisons ne la résout pas. Questions de conception RS-485 de TI, section 4

Une comparaison traçable sur banc

Sur un banc basse tension isolé des réseaux électriques du site, préparez les deux appareils d’extrémité, un câble aux spécifications connues, des journaux définis de messages émis et reçus et des outils de mesure adaptés à l’interface et à sa plage de mode commun. Suivez d’abord les instructions de l’équipement pour confirmer l’alimentation, les raccordements des sondes et les points de référence. Coupez l’alimentation avant de modifier les résistances ou le câblage. Sans conditions adaptées à la mesure différentielle, n’essayez pas de raccorder la pince de masse d’une sonde ordinaire à un potentiel inconnu.

1. Enregistrer la référence. Consignez le modèle d’émetteur-récepteur, le modèle et la longueur du câble, la longueur des dérivations, les terminaisons et la polarisation, les alimentations, le débit, le format des messages et la temporisation de la commande d’émission. Enregistrez les erreurs reproductibles ou les formes d’onde actuelles.
2. Choisir une variable. Utilisez le tableau des symptômes ci-dessus pour modifier uniquement la configuration des terminaisons, la longueur d’une dérivation ou la polarisation au repos. Conservez tous les autres paramètres de référence.
3. Répéter l’essai dans la même fenêtre d’observation. Définissez à l’avance le nombre de trames émises ou la durée, les points d’observation des formes d’onde, la définition des erreurs et les conditions de fin. Enregistrez les trames réussies, les trames erronées, les dépassements de délai et les formes d’onde correspondantes ; « communication normale » ne suffit pas.
4. Rétablir la référence pour vérifier. Lorsque les conditions le permettent, rétablissez la configuration d’origine et observez si le symptôme réapparaît. Sinon, conservez d’autres explications possibles, comme la température, l’état des connexions ou un événement intermittent.
5. Décider de la suite. Si une modification influe sur le symptôme, élargissez la validation à la plage réelle de nœuds, d’alimentations et d’environnements. Si les effets des modifications sont incohérents, poursuivez les contrôles du sens de transmission, des contacts, de l’alimentation ou de la méthode de mesure, au lieu de multiplier les modifications simultanées.

Les pièces jointes fournissent une fiche vierge, un exemple avec des valeurs planifiées et des instructions pour les champs. Les trames reçues, les trames erronées, les tensions, le temps de montée mesuré et les conclusions sont tous laissés vides dans l’exemple ; les utilisateurs doivent saisir les résultats réels. La fiche ne produit aucune décision automatique de conformité. Les valeurs d’acceptation proviennent des exigences du système concerné, des conditions des appareils et du protocole d’essai convenu.

Revérifiez la conclusion initiale du banc chaque fois qu’un appareil ou un câble est remplacé, que le tronc ou les dérivations changent, que des nœuds sont ajoutés ou retirés, que les interrupteurs de terminaison changent ou que la référence d’alimentation est modifiée. Si un échauffement, un courant anormal, un dépassement des limites d’un composant ou une incertitude sur la référence de mesure apparaît, cessez d’utiliser cette configuration et vérifiez d’abord le circuit et les conditions de mesure.

Note d’application associée : Évaluation sur banc de l’Ethernet à paire unique et de l’alimentation. Les deux exigent des chemins de données et des conditions d’alimentation clairement définis, mais les terminaisons, les seuils et les conclusions d’essai RS-485 ne peuvent pas être transposés à une interface Ethernet.

Résumé

Cette note distingue trois questions de dépannage RS-485 : les terminaisons aux extrémités du bus, les réflexions des dérivations et le comportement des récepteurs au repos. Elle fournit un calcul fondé sur le temps de montée, un exemple distinct de temps de propagation et une comparaison reproductible sur banc avec une seule variable modifiée. Les valeurs des exemples sont des hypothèses et les champs de mesure joints sont vides. MTTJ n’a pas effectué d’essai matériel ni établi de limites de qualification de produit.

Sources vérifiées le 30 septembre 2026. Les documents principaux sont TI SLLA272D (révisé en mai 2021), SSZTB23A (révisé en mars 2026), ADI AN-960 et les sections pertinentes des questions de conception RS-485 de TI. La recherche documentaire et la rédaction de cette note ont été réalisées avec l’assistance de l’IA. MTTJ a préparé les calculs de démonstration et les étapes sur banc et n’a pas effectué d’essais physiques.