TG 技术 | CAN 总线终端电阻作用

2020-3-25 13:34| 发布者: Techer| 查看: 612| 评论: 5

摘要: CAN终端电阻,顾名思义就是加在总线末端的电阻。此电阻虽小,但在CAN总线中却有十分重要的作用。终端CAN总线终端电阻的作用有两个:一、提高抗干扰能力,确保总线快速进入隐性状态。二、提高信号质量。提高抗干扰能 ...

CAN终端电阻,顾名思义就是加在总线末端的电阻。此电阻虽小,但在CAN总线中却有十分重要的作用。



终端

CAN总线终端电阻的作用有两个:

一、提高抗干扰能力,确保总线快速进入隐性状态。

二、提高信号质量。

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决定。图1是一个CAN收发器的典型内部结构图,CANHCANL连接总线。


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总线显性时,收发器内部Q1Q2导通,CANHCANL之间压差;隐性时,Q1Q2截止,CANHCANL处于无源状态,压差为0

总线若无负载,隐性时电阻阻值很大,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,以杜绝大部分能量的影响。然而,为了避免需要过大的总线才能进入显性,阻值也不能过小。

确保快速进入隐性状态

在显性状态期间,总线的寄生电容会被,而在恢复到隐性状态时,这些电容需要放电。如果CANHCANL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。我们在收发器的CANHCANL之间加入一个220PF的电容进行模拟试验,位速率为500kbit/s,波形如图2、图3





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从图3看出,显性恢复到隐性的时间长达1.44μS,在点较高的情况下勉强能够通信,若通信速率更高,或寄生电容更大,则很难保证通信正常。

为了让总线寄生电容快速放电,确保总线快速进入隐性状态,需要在CANHCANL之间放置一个负载电阻。增加一个60Ω的电阻后,波形如图4、图5。从图中看出,显性恢复到隐性的时间缩减到128nS,与显性建立时间相当。




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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,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。

我们进行了一个模拟试验,位速率为1Mbit/s,收发器CANHCANL接一根10m左右的双绞线,收发器端接120Ω电阻保证隐性转换时间,末端不加负载。末端信号波形如图6,信号上升沿出现了振铃。



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若双绞线末端增加一个120Ω的电阻,末端信号波形明显改善,振铃消失,如图7



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一般在直线型中,线缆两端即是发送端,也是接收端,故线缆两端需各加一个终端电阻。

为什么选120Ω

任何一根线缆的特征阻抗都可以通过实验的方式得出。线缆的一端接,另一端接一个电阻,并通过观察电阻上的波形。调整电阻阻值的大小,直到电阻上的信号是一个良好的无振铃的方波,此时的电阻值可以认为与线缆的特征阻抗一致。

大部分线缆都是单线的。如果你采用两根汽车使用的典型线缆,将它们扭制成双绞线,就可根据上述方法得到特征阻抗大约为120Ω,这也是CAN标准推荐的终端电阻阻值。



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最新评论

引用  鸿顺·橙果    2020-6-13 20:37
你好棒!!
引用  eleman    2020-6-13 20:37
非常好!!
引用  小BO    2020-6-13 20:37
支持!!!
引用  evil06    2020-6-13 20:37
牛逼!!
引用  逍遥自在,    2020-6-13 20:37
太棒了!!

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