CAN总线终端电阻,一般来说都是欧姆,实际上在设计的时候,也是两个60欧姆的电阻串起来,而总线上一般有两个Ω的节点,基本上稍微知道点CAN总线的人都知道这个道理。 欧姆在各种标准以及各种数据手册和应用笔记里面常用的电阻值,但是这两个终端电阻的具体作用是什么呢?之前就知道阻抗匹配,但是究竟匹配的是什么呢? CAN总线终端电阻的作用有三个: 1、提高抗干扰能力; 2、确保总线快速进入隐性状态; 3、提高信号质量,放置在总线的两端,让反射能量降低。 一、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收发器决定。下图是一个CAN收发器的典型内部结构图,CANH、CANL连接总线。 总线显性时,收发器内部Q1、Q2导通,CANH、CANL之间产生压差;隐性时,Q1、Q2截止,CANH、CANL处于无源状态,压差为0。 总线若无负载,隐性时差分电阻阻值很大,内部的MOS管属于高阻态,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mV)。这个时候如果有差模干扰过来,总线上就会有明显的波动,而这些波动没有地方能够吸收掉他们,就会在总线上创造一个显性位出来。 所以,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,以杜绝大部分噪声能量的影响。然而,为了避免需要过大的电流总线才能进入显性,阻值也不能过小。 二、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充电,而在恢复到隐性状态时,这些电容需要放电。如果CANH、CANL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,这个阻抗是比较大的,按照RC滤波电路的特性,放电时间就会明显比较长。我们在收发器的CANH、CANL之间加入一个PF的电容进行模拟试验,位速率为kbit/s,波形如图,这个波形的下降沿就是比较长的状态。 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CANH、CANL之间放置一个负载电阻。增加一个60Ω的电阻后,波形如图,从图中看出,显性恢复到隐性的时间缩减到nS,与显性建立时间相当。 三、提高信号质量 信号在较高的转换速率情况下,信号边沿能量遇到阻抗不匹配时,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。能量发生反射时,导致反射的波形与原来的波形进行叠加,就会产生振铃。 在总线线缆的末端,阻抗急剧变化导致信号边沿能量反射,总线信号上会产生振铃,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。 一般在直线型拓扑中,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。 而在实际应用过程中,CAN总线一般都不是完美的总线式的设计,很多时候是总线型和星型的混合结构,这个时候一般都将CAN终端电阻布置在线束最远的两端,来尽量的模拟CAN总线的标准结构。 为什么选Ω? 什么是阻抗?在电学中,常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆,常用Z表示,是一个复数Z=R+i(ωL–1/(ωC))。 任何一根线缆的特征阻抗都可以通过实验的方式得出。线缆的一端接方波发生器,另一端接一个可调电阻,并通过示波器观察电阻上的波形。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:阻抗匹配与信号完整性,此时的电阻值可以认为与线缆的特征阻抗一致。 当然在ISO-2这个标准里面也是有定义的。 示波器平板数字示波器ADSD双通道M带宽1GS采样小型便携式中文版全套京东好评率96%无理由退换旗舰店¥购买转载请注明原文网址:http://www.13801256026.com/pgzp/pgzp/8887.html |