克服可以设计挑战：如何轻松终止可以信号

虽然CAN (Controller Area Network)系统看起来像一个普通而简单的接口，但在设计和实现过程中，确实出现了许多问题和问题。幸运的是，许多工程师已经为您做了艰苦的工作。本文是一个新的常见问题系列文章的第一部分，该系列文章旨在帮助您解决这个流行的接口标准所面临的挑战。

本系列的第一部分重点介绍CAN系统中的信号终止。CAN总线信号严重依赖于适当的终止技术来将信号传播到网络中的所有CAN节点。如果没有正确的终端，像CAN总线这样的长物理导体可能会经历信号反射——这可能会限制其所有部件之间的通信。

潜水前的快速注释。虽然大多数涉及的应用程序可以涉及车载网络，但这些问题和答案也适用于工业应用。

问题1：公共汽车上允许节点有多少节点，有什么限制因素？

总线上的最大可以数量的节点数量大量取决于系统设计要求，但主要限制因素通常是CAN收发器上的总线输入阻抗。用于32的最大节点数，但具有更现代化的可以收发器，此数字现在更大。这是因为总线上增加了输入阻抗以及将漏电流与总线限制漏电流的能力。

当总线具有太多节点时，收发器可以介入或从总线源过过多的电流。当任何单独的节点向总线发送消息时，它必须在总线上吸收或源所有漏电流，以及驱动终止电阻的标准电压信号。将发生两件事之一：收发器将输出额外的电流，导致信号电压降低，该信号电压可能将下降的电压推下低于可接受的通信水平，并且当前输出有限在更加极端情况下。或者收发器将热关断或在试图维修过度的当前需求的同时损坏。

现代化的可以收发器，如TCAN1042最小的30kΩ差分输入阻抗，粘附在国际标准化组织（ISO）11898-2中的最小12-KΩ和最大100-KΩ规格要求。输入阻抗理论上允许总线上的100个节点：100个并联的30kΩ输入阻抗的收发器相当于300Ω，其与60Ω总线阻抗并联相当于50Ω。在物理总线上的信号损耗，地面偏移和寄生载量（以及其他因素），可能的节点的实际数量趋于较低。

问题2:是否只需要在CAN总线的终端节点上终止，或者你也需要在每个终端之间的节点上放置终止电阻?

在一个CAN总线的两端节点的终止是必要的。如果两端没有120 ω的终端，由于CAN总线和驱动之间阻抗不匹配而产生的信号反射将威胁通信的完整性。

图1显示了一个简单的CAN总线拓扑，终端节点被终止，而中间节点没有终止。如果节点不在端点而是在两者之间，则不需要终止，但如果从这些节点创建的存根可能会影响信号完整性，那么终止将有所帮助。先前版本的ISO 11898将汽车CAN总线的最大存根长度定义为在1mbps时0.3米。这种经验长度是有用的，但这并不意味着您不会看到存根的影响，即使您停留在这些范围内。

图1。图表显示了简化的CAN总线拓扑终止了结束节点。

如果存在信号完整性问题，则在这些脱机节点处添加终止有助于衰减由短截线的阻抗不匹配引起的一些信号反射。该终端需要比标准120Ω更高的电阻，以便不降低有效的总线阻抗。如果总线阻抗不符合CAN收发器的要求，则CAN驱动器将无法驱动正确的电压电平。这些终端电阻的典型值位于1kΩ至2kΩ范围内。

问题3：是否可以正常运行的CAN收发器所需的共模扼流圈？为什么使用共模扼流圈？

A可以收发器不需要共模扼流圈将信号从控制器转换为CAN总线。虽然大多数汽车都可以应用 - 例如高级驾驶员辅助系统（ADA），网关和信息娱乐 - 在其印刷电路板（PCB）上有一个共模扼流圈，只需要安装在PCB上的一个安装在PCB上可以收发功能。然而，共模扼流圈确实有助于收发器电磁排放，同时还提高了收发器的电磁免疫，从CAN总线中提高了高频噪声。

通过差分信号，有差分和共模噪声的组件，可以从CAN收发器构成整个电磁排放轮廓。差分信号被设计为相等且相反的幅度，因此从这些信号发出的噪声也是相等且相反的。结果，差分噪声自身取消 - 大部分。

处理噪声的共模部分并不容易;这就是共模扼流圈进来的地方。像滤波器电感器一样扼杀与变化电流相关的高频噪声，共模扼流圈产生磁场，该磁场反对任一方向上的共模噪声：噪声来自CAN收发器作为排放，或者从CAN总线进入CAN收发器的噪音。

因此，虽然共模扼流圈不是可以收发器功能的要求，但它有助于在对电磁噪声的易感性和敏感性的环境中有所帮助。这些嘈杂的环境可以在车辆的任何部分中，但通常存在于汽车网关中，其中几个通信接口及其总线连接到一个系统中。

问题4：拆分PIN在CAN收发器上的功能是什么？

分切引脚的功能是驱动一个更强的隐性电压水平到CAN总线，最大限度地减少并因此降低共模发射噪声的潜力。该引脚在两个60 ω电阻之间以分裂终端方案连接。由于总线的CAN对称性在旧的设计过程中不是最优的，因此共模信号存在较大的偏差。老旧的CAN收发器有开叉针来帮助消除这种偏差，从而减轻电磁辐射。

虽然开叉针可能不是必需的，但使用开叉终端来帮助处理电磁干扰仍然是有益的。分裂终端为CANH和CANL线路创建低通滤波器，减轻收发器向总线发出的高频噪声。图2说明了标准终止与分割终止方案。CSPLIT的典型值范围从4.7 nF到100 nF。

图2。CAN收发器中标准与分割终止方案的比较图。

较新的可以收发器如TCAN4550，TCAN1042-Q1和TCAN1043-Q1不需要正确运行拆分引脚。TI设计了具有现代工艺的这些设备，以帮助增加对对称性的罐和CANL信号。结果，差分信号几乎没有偏差，这有助于降低共模排放。

正确地终止CAN总线是成功通信所必需的

无论其目标是帮助提高电磁发射性能，通过阻抗匹配减少或消除信号反射，还是确定CAN系统节点的大小和数量，正确终止CAN总线对于成功的通信方案至关重要。找到这些问题的答案会帮助你走上那条道路。

本系列的第二款分为将探讨如何测量多种类型的CAN收发器的功耗，以及为何以及3.3V电源beplay体育下载不了轨在CAN系统中使用。

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