RS-485 需考虑 Fail Safe 设计，在空闲时差分电平应为 200mV 以上。

一、RS-485是什么？

        RS-485通信协议是一种差分串行通讯标准，广泛用于长距离和高速度的数据传输。差分信号的优势在于它对于电气噪声的抵抗能力比单端信号强得多，这是因为任何两线间的干扰信号通常会被接收器视为共模噪声而被抵消。

二、RS-485的Fail Safe设计作用

        RS-485的Fail Safe设计是为了确保在总线空闲（无信号传输）或线路断开的情况下，接收器能够正确地检测到空闲状态而不是错误地检测到一个逻辑电平。在RS-485中，逻辑"1"通常由差分电压小于-200mV表示，而逻辑"0"则由差分电压大于+200mV表示。如果在空闲状态下差分电压无法保持在200mV以上，那么接收器可能会错误地将这种状态解释为一个逻辑"0"，从而导致通信错误。

       而Fail Safe设计的目的是为了确保在接收器端不会因为噪声、线路断开或其他问题而出现误判。例如，如果总线两端都有上拉电阻和下拉电阻（分别连接到正负电源），在没有驱动信号的情况下，它们可以保持差分电压在一个安全的水平，从而确保接收器检测到的是空闲状态而不是随机噪声。

三、通常情况下，在Fail Safe设计时候需要考虑那些因素：

1、线路阻抗和终端匹配：

         为了减少反射和确保信号的完整性，线路的阻抗应当与终端电阻匹配。不匹配可能导致信号反射，从而影响差分电压。

具体分析方法：

• 数据收集：在不同线路长度和不同阻抗匹配条件下，测量差分信号的反射和衰减。
• 分析方法：使用时域反射仪(TDR)来识别信号在传输线上的反射情况，并计算信号完整性参数，如眼图开口。
• 预期结果：理想情况下，阻抗匹配的线路将展示最小的信号反射和最大的眼图开口，确保信号质量。

表格 1: 线路阻抗和终端匹配分析数据

线路长度	阻抗匹配	反射 (%)	衰减 (dB)	眼图开口 (UI)	温度 (°C)	湿度 (%)	运行时间 (小时)
10m	是	2	0.5	0.8	25	40	100
10m	否	10	3.0	0.3	30	50	200
100m	是	3	1.5	0.7	25	45	150
100m	否	15	6.0	0.1	35	55	250

  通过上述表格我们可以得出：

1）线路长度和阻抗匹配

        a、对于10米的线路，阻抗匹配可以显著减少信号反射和衰减，如第一行数据所示，反射仅有2%，衰减为0.5dB，这是一个良好的指标。

         b、同样长度的线路，如果没有阻抗匹配，反射和衰减会显著增加（反射增至10%，衰减增至3.0dB），如第二行数据所示，这会对信号质量产生负面影响。

         c、对于100米的线路，即使阻抗匹配，反射和衰减也会增加（反射为3%，衰减为1.5dB），但仍然在可接受范围内。

         d、100米线路如果没有阻抗匹配，反射和衰减会大幅增加（反射达到