終端抵抗について

質問

電子回路に関して。

終端抵抗の事がよくわかりません。
一例として,RS-485の差動信号につける
終端抵抗を見ているのですが。

具体的には．．．
1,そもそも終端抵抗とは何でしょうか?
2,なぜ必要なのでしょうか?
3,なぜ"終端"抵抗というのでしょうか？
　RS485回路図的には差動信号の+と-を抵抗で繋いでいる
　のだが,それを"終端"と呼ぶのがイメージできず混乱しています。

回答No.3

tadys · ベストアンサー

1,そもそも終端抵抗とは何でしょうか?
電線の端に付ける抵抗です。電線の終わりなので終端と言います。
電線にはその構造で定まる特性インピーダンスと呼ばれるものが有ります。
終端抵抗の抵抗値は特性インピーダンスと同じ値にします。

2,なぜ必要なのでしょうか?
終端抵抗が無いと信号にエコーがかかった状態になります。
エコーが消えないうちは次の信号を送る事が出来ないので通信速度を遅くする必要が有ります。
エコーが無ければ次々に信号を送る事が出来るので高速で通信が出来ます。
終端抵抗を付けることでエコーをなくすことが出来ます。

3,なぜ"終端"抵抗というのでしょうか？
１で答えています。

ＲＳ４８５ではより合わせた２本の線（ツイストペア－線）を使います。
この線のそれぞれの端に線の特性インピーダンスに等しい抵抗を付けます。
ＲＳ４８５の送受信回路の数は２個に制限されていなくてもっと多くのものを付ける事が出来ます。
その場合、線の端につかない送受信回路も出てきます。全てが端になくてもＯＫです。
端に必要なのは終端抵抗だけです。
端で無い所に抵抗を付けるとそこでエコーが出ます。

補足

わかりやすい説明ありがとうございます。

ちなみに・・・
>その場合、線の端につかない送受信回路も出てきます。全てが端になくてもＯＫです。

http://www.analog.com/static/imported-files/jp/application_notes/AN-960.pdf
上記URLの図4(Page4/9)では確かに終端抵抗のない端末があります。
では,このように枝分かれした電線ではどこを終端とみなせばよいのでしょうか？
(ツイストペアー線であるかどうか?長さ?)

回答No.4

tadys

＞では,このように枝分かれした電線ではどこを終端とみなせばよいのでしょうか？

下図のように枝分かれしている場合、ＣとＤから出ている線の長さは短くなければなりません。
この場合の線の長さはＲＳ４８５のドライバＩＣのピンからＡ－Ｂ間を結ぶ線までの長さで、セットの内部の配線も含みます。
全部の枝の合計の長さはＡ－Ｂ間に許されている長さのおよそ１／１０以下と考えれば良いでしょう。
枝の数が多い時には実際にやってみないと分からない事も有ります。
Ａ－Ｂ間の長さがどれだけ許されるかは提示された資料の５頁の図７に有ります。

Ａ───┬────┬────Ｂ
　 　 　 　Ｃ 　 　 　 　 Ｄ

下記の様な配線をしてはいけません。
Ａ───┬────┬────Ｂ
　 　 　 　Ｃ 　 　 　 　 └────Ｄ

回答No.2

ooi_ocha

終端抵抗は疑似負荷と捉えてください。
　無限長線路でない限り電線はあるところで切れていて開放されて
います。そこに信号を乗せると末端で反射して定在波を形成します。
これですとその回路は旨く動作しませんし、計測も出来ません。
　それを防止するため、線路の末端に波動インピーダンスに等しい
疑似負荷を接続し、反射波を抑えるものです。整合とか言います。
　RS485回路は知りませんが、回路図を見ると入力側から入った
信号を各回路で処理し、最終的にRtで終端しています。これがない
と入力信号が反射し、次の信号と見極めが付かなくて、信号処理が
正しく行われないと思います。入力信号を前の回路で信号処理し
最終的に終端抵抗で熱に変換して消費する。こんな感じではないか
と推測します。

お礼

わかりやすい説明ありがとうございました。

回答No.1

chie65536（@chie65535）

信号線の最終の末端に抵抗を入れておかないと、信号線を流れてきた電気信号が、線の末端で反射して信号線の中に戻って行ってしまいます。

この「反射波」がノイズとなり、信号が正しく伝わらない事があります（オフを送ったのにオンとして読み込まれる、など）

なので「終端に抵抗」を入れて、信号が末端で反射しないように「抵抗で吸収」するのです。

抵抗を入れる場所が「信号線が終わる端っこ」なので「終端」と言います。

これが「終端抵抗」と呼ばれる理由です。

もちろん「信号線には、末端が２つある」ので、両側に終端抵抗が必要です（デイジーチェーンしている場合、途中には入れません）

補足

ありがとうございます。わかりやすかったです。
なるほど,抵抗を入れプルアップやプルダウンや差動信号と接続することを「終端する」と表現していたので誤解していました。(電源やGNDなどを終端と呼ぶの?と思っていました)
信号線には終端となる場所が存在し,そこが終端で有ることを示すことを「終端する」と呼んでいるのですね。
(正確には終端で発生する反射を抑える目的で抵抗を取り付けることを)

ちなみに・・・
>もちろん「信号線には、末端が２つある」ので、両側に終端抵抗が必要です

http://www.analog.com/static/imported-files/jp/application_notes/AN-960.pdf
上記URLの図4(Page4/9)では上側2本の信号を見たとき片側にしか終端抵抗が有りませんが信号方向が決まっているため受信側で反射を抑えればOKという考え方でいいのでしょうか？