120Ω电阻：网络通信的秘密武器

120Ω电阻：网络通信的秘密武器

在现代网络通信设备中，一个看似不起眼的120Ω电阻，却扮演着至关重要的角色。特别是在控制器局域网（CAN）系统中，这种电阻作为终端电阻，对信号传输质量和系统稳定性起着决定性作用。

在CAN总线系统中，120Ω终端电阻的主要功能包括：

防止信号反射和振铃

当信号在传输线中传播时，如果在传输线末端遇到阻抗不匹配的情况，信号能量会发生反射，形成振铃现象。这种现象在高速数据传输中尤为明显，会导致信号质量严重下降。通过在传输线末端放置一个与传输线特性阻抗相匹配的终端电阻，可以有效吸收信号边沿能量，避免反射和振铃的产生。

提高抗干扰能力

CAN总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表逻辑0，“隐性”代表逻辑1。在隐性状态下，总线处于无源状态，此时如果总线没有负载，外部干扰很容易使总线误入显性状态。通过在总线上添加120Ω的差分负载电阻，可以显著提高隐性状态下的抗干扰能力，同时确保在需要时能够快速进入显性状态。

匹配传输线特性阻抗

任何传输线都有其固有的特性阻抗，这个值取决于传输线的物理结构和材料特性。对于双绞线来说，这个值通常在100Ω到120Ω之间。通过在传输线末端添加一个与之相匹配的终端电阻，可以确保信号在整个传输过程中保持一致的阻抗特性，从而提高信号质量。

选择120Ω作为终端电阻的阻值，主要是基于以下几个考虑：

1. 汽车电缆的特征阻抗：大多数汽车使用的电缆，当扭制成双绞线后，其特征阻抗大约为120Ω。由于CAN总线广泛应用于汽车电子系统，因此120Ω成为最合适的阻值选择。

2. 信号质量优化：通过实验可以发现，当终端电阻的阻值与传输线的特征阻抗相匹配时，信号波形最为理想，没有振铃现象。120Ω的阻值恰好能满足这一要求。

3. 能量吸收与转换：120Ω的阻值既能有效吸收信号边沿能量，又能确保在显性到隐性状态转换时提供合适的放电路径，不会导致转换时间过长。

在实际应用中，120Ω终端电阻的部署方式如下：

• 高速CAN总线：在总线的两端各放置一个120Ω电阻。这种闭环网络结构能有效抑制高速信号传输中的反射和振铃现象。

• 低速CAN总线：虽然不是必须，但在总线的一端添加2.2kΩ的终端电阻也能提高信号质量。

• 注意事项：终端电阻只能应用于总线两端的节点，中间节点不应添加，否则会导致通信错误。

120Ω终端电阻虽然体积微小，但在现代网络通信系统中发挥着不可替代的作用。它不仅提高了系统的抗干扰能力，还确保了信号的高质量传输，是实现稳定可靠通信的关键组件。随着物联网和智能设备的普及，这种看似简单的电阻将继续在连接万物的网络中扮演重要角色。