为什么终端电阻的阻值是120欧姆？120欧姆是如何确定的？

终端电阻是什么？

终端电阻，是一种电子信息在传输过程中遇到的阻碍。高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，所以需要在传输线末端加终端电阻，使信号到达传输线末端后不反射。对于低频信号则不用。在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，也需要在接收端接入终端匹配电阻。

其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关。RS-485/RS-422 一般采用双绞线（屏蔽或非屏蔽）连接，终端电阻一般介于100至140Ω之间，典型值为120Ω。在实际配置时，在电缆的两个终端节点上，即最近端和最远端，各接入一个终端电阻，而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻，否则将导致通讯出错。

终端电阻的具体作用是什么？

提高抗干扰能力

CAN总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表“0”，“隐性”代表“1”，由CAN收发器决定。下图是一个CAN收发器的典型内部结构图，CANH、CANL连接总线。

总线显性时，收发器内部Q1、Q2导通，CANH、CANL之间产生压差；隐性时，Q1、Q2截止，CANH、CANL处于无源状态，压差为0。

总线若无负载，隐性时差分电阻阻值很大，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV）。为提升总线隐性时的抗干扰能力，可以增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分噪声能量的影响。然而，为了避免需要过大的电流总线才能进入显性，阻值也不能过小。

快速从“显性”转到“隐性”

寄生电容的存在是不可避免；CAN总线在显性状态期间，总线的寄生电容会被充电，而从显性在恢复到隐性状态时，这些电容需要放电。

如果CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电，这就延长了从显性到隐性转换的时间，反映在波形上，会出现明显的坡度，甚至位宽错位，影响到正常的通信。

提高信号质量

信号在较高的转换速率情况下，信号边沿能量遇到阻抗不匹配时，会产生信号反射；传输线缆横截面的几何结构发生变化，线缆的特征阻抗会随之变化，也会造成反射。

在总线线缆的末端，阻抗急剧变化导致信号边沿能量反射，总线信号上会产生振铃，若振铃幅度过大，就会影响通信质量。在线缆末端增加一个与线缆特征阻抗一致的终端电阻，可以将这部分能量吸收，避免振铃的产生。

终端电阻如何消除信号反射？

信号反射的产生是由于传输线阻抗不连续所引起的。当信号在传输过程中遇到阻抗不连续的界面时，信号的一部分能量会从传输线中反射回来，形成反射波。这种反射现象主要发生在高频信号传输过程中，因为高频信号的波长较短，更容易受到阻抗不连续的影响。

终端电阻可以消除或减小信号反射的影响。通过在负载端加入一个具有特定阻抗值的终端电阻，可以吸收信号的能量，使得能量不会被反射回传输线。同时，终端电阻也可以实现阻抗匹配，减少反射的发生。在某些应用中，可以使用串联终端电阻和并联终端电阻来消除信号反射。

为什么终端电阻的阻值是120欧姆？120欧姆是如何确定的？

终端电阻值可以通过实验获得。

方波信号发生器接两根10m左右的双绞线，发射端接120欧姆电阻保证隐性转换时间，末端不加负载。那么在双绞线末端的信号波形上就出现了振铃。

若在双绞线的末端，接入变阻器，慢慢调整变阻器，当接入的变阻器阻值在120欧姆的时候，末端信号波形明显改善，振铃消失。此时120欧姆与信号传输线的特征阻抗相匹配，也就是说终端电阻等于传输线路的特征阻抗。

终端电阻怎么测量？终端电阻怎么接线？

终端电阻的测量方法有多种，可以采用万用表或示波器进行测量。使用万用表时，将万用表调至电阻档位，将测试引线分别连接到终端电阻的两个接口上，测量出终端电阻的阻值。

使用示波器时，将示波器的输入端连接到终端电阻的一个接口，同时将示波器的地线连接到测量设备的地线上，然后使用示波器的电阻测量功能获取终端电阻的阻值。

在实际应用中，终端电阻的接线方式也需要考虑。在长线信号传输时，通常在两个通信端口上分别接入终端电阻，以实现更好的阻抗匹配和消除反射。

在某些应用中，如高速CAN总线系统，需要在两个120欧姆的终端电阻之间添加一个阻尼电阻，以防止电磁干扰和振荡。

此外，对于一些特殊的应用场合，如低速CAN总线系统，由于波长相对较长，反射和回波较弱，因此不需要在终端接入电阻。

总之，终端电阻是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子设备和通信系统中。通过阻抗匹配和吸收信号能量，终端电阻可以有效地消除或减小信号反射的影响，提高信号传输的稳定性和可靠性。

在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择合适的终端电阻和接线方式，以实现最佳的性能表现。