随着工业网络的不断发展，其对通信的要求也日益提高，朝着更快速度、更远距离的方向迈进。然而，RS - 485 通信标准的性能却逐渐逼近极限。众多使用 RS - 485 通信的工程师，虽对其速度和距离方面的不足感到不满，但又顾虑更换通信标准会带来复杂的问题，因此迫切希望能在不改变 RS - 485 标准的前提下提升通信性能。在此背景下， 推出的 MAX22500 系列 RS - 485 应运而生，它在坚守 RS - 485 标准的基础上，成功实现了长距离和高速通信。

RS - 485 标准凭借其出色的抗噪性，在工业网络中设备间的通信里得到了广泛应用。不过，近年来工业网络的迅猛发展，让高速和长距离传输成为了一大挑战。RS - 485 标准初设计是为了支持 10Mbps 的数据速率以及长 1.2 公里的通信距离，但这两个指标无法同时达成。这是因为在 RS - 485 标准中，速度和距离之间存在着权衡关系，速度越高，通信距离就越短。一般而言，在 RS - 485 标准里，数据速率（bps）和距离（m）的乘积不超过 10 的 8 次方。也就是说，当传输速率为 10Mbps 时，通信距离大约被限制在 10 - 15 米。近年来，虽然出现了能以 30 - 40Mbps 数据速率运行的 RS - 485 收发器，但实际上它们只能进行几米的短距离传输。

图 1 典型的 RS485 距离与速度的关系

另一方面，工业网络正变得愈发庞大和复杂。在现代工业中，以 30 - 40Mbps 的通信速度传输约 100 米的情况屡见不鲜，但这在传统的 RS - 485 标准下却难以实现。高速和长距离传输之所以困难，是因为它们会对信号产生负面影响。信号在传输过程中会受到等因素的影响，导致其质量逐渐下降。如果传输距离超过一定范围，输出波形就会被压缩，使得信号难以准确读取。而且，随着传输速度和距离的增加，这种影响会更加显著。

图 2 高速、长距离传输对信号的不利影响

基于上述现状，ADI 推出的 MAX22500 系列 RS - 485 收发器，成功解决了高速和长距离通信难以兼顾的问题。该系列产品支持高达 100Mbps 的数据速率，并且通过 15V ±CMR 减少信号衰减。如果用户对当前 RS - 485 通信性能不满意，只需将组件更换为 MAX22500 系列，就能在不改变通信标准的情况下，有效提高通信的速度和距离。其中，MAX22500E / MAX22502E 采用 5V 供电，并支持预加重功能，而 MAX22501E 则由 3 - 5V 电源供电。

图 3 MAX22500E 系列 RS - 485 收发器

MAX22500 系列具有显著的特点。其关键特性之一是驱动能力和抗噪性得到了大幅提升，相较于传统产品，这两方面都有数倍的改进，从而为实现远距离和高速通信创造了条件。

图 4 MAX22500 系列的重要规格 (摘自 ADI MAX22500E 数据手册)

如前文所述，RS - 485 标准中通信速度（bps）和距离（m）的乘积通常限制在 10 的 8 次方左右，而 MAX22500 系列能够将这一数值提高到大约 10 的 9 次方，实现了约 10 倍的传输性能提升。下图展示了使用 MAX22500E 以 100Mbps 的数据速率传输 10m Cat5e 电缆的眼图，从图中可以看到，孔径高度为 ±2V，能够确保高传输质量，这表明 MAX22500 系列的性能相较于传统的 RS - 485 收发器有了极大的提高。

图 5 MAX22500E 运行的输出波形 (无预加重功能)

MAX22500E / MAX22502E 的预加重功能是实现更高性能的关键。预加重是指在信号传输前预先对信号进行增强。这一功能通过在传输信号之前，提前将由于电缆等因素导致波形失真的部分提升到更高水平，从而限度地减少传输后波形的劣化。

图 6 预加重函数的概念图

预加重功能对信号波形的改善效果显著。下图对比了在无预加重功能及使用预加重功能这两种情况下，MAX22500E 在数据速率为 50Mbps 时通过 100m Cat5e 电缆的眼图。左侧显示了不使用预加重功能传输 50Mbps 信号通过 100m 电缆的情况，此时虽然孔径高度为 ±0.7V，但由于高速、长距离传输，信号质量略有下降。右侧显示了使用预加重功能传输 50Mbps 信号通过 100m 电缆的情况，可以看到，当孔径高度加宽至 ±1V 时，眼图更加清晰，这充分说明预加重功能能够确保更高的传输质量。

图 7 MAX22500E 输出波形对比

在 MAX22500 系列中，通信距离和速度之间存在着一定的关系。下图展示了标准 RS - 485 规范与 MAX22500E 在通信距离与速度上的对比，对于 MAX22500E，分别列出了禁用或启用预加重功能时的相应数据。从图中可以看出，即使在不启用预加重功能的情况下，MAX22500 系列的性能也明显高于传统的 RS - 485 标准。在相同的距离上，它能够以更快的数据速率进行传输。随着传输距离的增加，数据速率会降低，但可以通过启用预加重功能来缓解这种下降趋势，从而实现更高速率和更长距离的传输。

图 8 通信距离与速度之间的关系 (MAX22500 数据)

需要注意的是，使用预加重功能时，通信对端的设备也必须具有预加重功能。如果对端不具备预加重功能，可以禁用预加重功能。