为什么CAN/RS-485总线推荐使用双绞线？

CAN和RS485是常用的串行通信协议，它们在很多工业控制、自动化、机器人等领域得到了广泛应用。 这两种通信协议建议使用双绞线来传输信号，本文将从理论和实践两个方面探讨为什么CAN和RS485建议使用双绞线，并介绍双绞线的优势和应用。

一、理论原理

1、抗干扰能力

CAN和RS485都属于串行通信协议，在传输信号时需要通过传输线来实现。 由于传输线周围存在大量的干扰源，例如电磁波、电源噪声、电气干扰等，这些干扰源会对信号传输产生不利影响，导致信号失真、误码等问题。

双绞线由两根绞合在一起的导线构成，它的绞合结构可以有效地减小周围干扰对信号的影响，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，从而提高信号的抗干扰能力。

2、阻抗匹配

在信号传输中，阻抗匹配是一个非常重要的问题。 如果传输线的阻抗不匹配，将导致信号的反射、折返和失真等问题。上图也是CAN总线阻抗不匹配的情况。

双绞线的阻抗匹配性能非常好，可以有效地避免信号反射和折返等问题。

3、电容和电感

传输线的电容和电感是影响信号传输质量的重要因素。 传输线的电容会导致信号的延迟和失真，而电感会降低信号的带宽和增加信号的衰减。 双绞线的绞合结构可以有效地减小传输线的电容和电感，从而提高信号传输的质量和速度。

二、实践应用

1、CAN总线应用

CAN总线是一种广泛应用于工业控制和汽车电子等领域的通信协议。 在CAN总线中，通信双方通过两根双绞线进行通信。 由于CAN总线的工作环境通常比较恶劣，存在大量的电磁干扰和噪声，因此CAN总线需要使用双绞线来提高信号传输的稳定性和可靠性。

2、RS485应用

RS485是一种广泛应用于自动化控制、数据采集和机器人等领域的通信协议。 RS485通信协议可以支持多点通信和长距离传输，因此在一些需要远距离数据传输的场合中，RS485也是一个非常好的选择。

RS485使用双绞线的主要原因是为了提高信号的抗干扰能力和减小传输线的阻抗，从而实现更远距离的传输和更稳定可靠的通信。

除了CAN和RS485，双绞线还广泛应用于以太网、电话线、电视线和音频线等领域。 以太网是一种局域网通信协议，常用的以太网线也是一种双绞线，其优点是具有高速传输、抗干扰能力强和稳定可靠等特点，适用于需要高速传输和稳定通信的场合。 电话线和电视线也都是双绞线，使用双绞线可以提高信号传输的质量和距离，从而实现更好的通信效果。 音频线也常使用双绞线，可以有效地减小电磁干扰和噪声对音频信号的影响，从而提高音频信号的质量。

总结

双绞线是一种优秀的传输线，其在抗干扰能力、阻抗匹配和电容电感等方面都具有优异的性能。 在CAN、RS485和其他通信协议中，使用双绞线可以提高信号传输的质量和可靠性，从而实现更稳定和可靠的通信。 在实际应用中，应根据实际需要和环境要求选择合适的双绞线，并采取适当的布线和接线措施，以确保双绞线的最佳性能和效果。

审核编辑：汤梓红