Сопротивление клеммы шины CAN обычно составляет 120 Ом. Фактически, при проектировании используются две цепочки сопротивления по 60 Ом, а на шине обычно есть два узла по 120 Ом. В принципе, люди, немного знающие CAN-шину, немного. Все это знают.
Сопротивление клемм CAN-шины влияет на три эффекта:
1. Улучшите способность защиты от помех, позвольте сигналу высокой частоты и низкой энергии идти быстро;
2. Обеспечить быстрый перевод шины в скрытое состояние, чтобы энергия паразитных конденсаторов уходила быстрее;
3. Улучшите качество сигнала и разместите его на обоих концах шины, чтобы уменьшить энергию отражения.
1. Улучшение защиты от помех
CAN-шина имеет два состояния: «явное» и «скрытое». «Выразительный» представляет «0», «скрытый» представляет «1» и определяется приемопередатчиком CAN. На рисунке ниже представлена типичная внутренняя структурная схема приемопередатчика CAN и соединительной шины Canh и Canl.
Когда шина явная, внутренние Q1 и Q2 включаются, и разница давлений между банкой и банкой; когда Q1 и Q2 отключены, Canh и Canl находятся в пассивном состоянии с перепадом давления 0.
Если в шине нет нагрузки, значение сопротивления разницы скрытого времени очень велико. Внутренняя МОП-трубка имеет высокое сопротивление. Внешние помехи требуют лишь очень небольшой энергии, чтобы шина могла войти в явную (минимальное напряжение общей секции трансивера. Всего 500мВ). В это время, если существует помеха дифференциальной модели, на шине будут очевидные колебания, и этим колебаниям некуда поглотить их, и это создаст явное положение на шине.
Следовательно, чтобы повысить помехоустойчивость скрытой шины, можно увеличить сопротивление дифференциальной нагрузки, а значение сопротивления должно быть как можно меньшим, чтобы предотвратить воздействие большей части энергии шума. Однако, чтобы избежать чрезмерного тока шины для входа в явное состояние, значение сопротивления не может быть слишком маленьким.
2. Обеспечьте быстрый переход в скрытое состояние.
Во время явного состояния паразитный конденсатор шины будет заряжен, и эти конденсаторы необходимо разряжать, когда они вернутся в скрытое состояние. Если между CANH и Canl не установлена резистивная нагрузка, емкость может заполняться только за счет дифференциального сопротивления внутри трансивера. Это сопротивление относительно велико. Согласно характеристикам схемы RC-фильтра, время разряда будет значительно больше. Мы добавляем конденсатор емкостью 220 пф между Canh и Canl трансивера для аналогового теста. Скорость позиции составляет 500 кбит/с. Форма волны показана на рисунке. Спад этой формы волны является относительно длительным состоянием.
Чтобы быстро разрядить паразитные конденсаторы шины и обеспечить быстрый переход шины в скрытое состояние, между CANH и Canl необходимо установить нагрузочное сопротивление. После добавления 60Ω резистор, формы сигналов показаны на рисунке. Судя по рисунку, время явного возврата к спаду сокращается до 128 нс, что эквивалентно времени установления явности.
3. Улучшите качество сигнала.
Когда сигнал высокий при высокой скорости преобразования, энергия фронта сигнала будет генерировать отражение сигнала, когда импеданс не согласован; меняется геометрическая структура поперечного сечения передающего кабеля, тогда изменяются характеристики кабеля, и отражение также вызывает отражение. Сущность
Когда энергия отражается, форма волны, вызывающая отражение, накладывается на исходную форму волны, в результате чего образуются колокольчики.
На конце кабеля шины быстрые изменения импеданса вызывают отражение энергии фронта сигнала, и на сигнале шины генерируется звуковой сигнал. Если звонок слишком большой, это повлияет на качество связи. На конец кабеля можно добавить терминальный резистор с таким же импедансом, как и характеристики кабеля, который сможет поглотить эту часть энергии и избежать генерации звонков.
Другие люди проводили аналоговый тест (фотографии были скопированы мной), скорость позиционирования составляла 1 Мбит/с, трансивер Canh и Canl соединяли около 10 м витых линий, а транзистор был подключен к 120Ω резистор для обеспечения скрытого времени преобразования. Никакой нагрузки в конце. Форма сигнала окончания показана на рисунке, а нарастающий фронт сигнала имеет вид колокола.
Если 120Ω В конце витой витой линии добавляется резистор, форма сигнала конца значительно улучшается, а звонок исчезает.
Обычно в прямой топологии оба конца кабеля являются передающим и принимающим концом. Поэтому на обоих концах кабеля необходимо добавить по одному терминальному сопротивлению.
В реальном процессе применения шина CAN, как правило, не является идеальной конструкцией типа шины. Зачастую это смешанная структура автобусного и звездообразного типа. Стандартная структура аналоговой CAN-шины.
Почему стоит выбрать 120Ω?
Что такое импеданс? В электротехнике препятствие для тока в цепи часто называют импедансом. Единицей импеданса является Ом, который часто используется как Z, которое представляет собой множественное число z = r+i (ωl –1/(ωв)). В частности, импеданс можно разделить на две части: сопротивление (действительные части) и электрическое сопротивление (виртуальные части). Электрическое сопротивление также включает в себя емкость и сенсорное сопротивление. Ток, вызываемый конденсаторами, называется емкостью, а ток, вызываемый индуктивностью, называется сенсорным сопротивлением. Импеданс здесь относится к форме Z.
Характеристическое сопротивление любого кабеля можно получить экспериментальным путем. На одном конце кабеля расположен генератор прямоугольных импульсов, другой конец подключается к регулируемому резистору и наблюдает за формой сигнала сопротивления через осциллограф. Отрегулируйте размер значения сопротивления до тех пор, пока сигнал на сопротивлении не станет хорошей прямоугольной волной без колокола: согласование импеданса и целостность сигнала. В это время значение сопротивления можно считать соответствующим характеристикам кабеля.
Используйте два типичных кабеля, используемых в двух автомобилях, чтобы исказить их в скрученные линии, и описанным выше методом можно получить характеристическое сопротивление около 120 Ом.Ω. Это также сопротивление клеммы, рекомендованное стандартом CAN. Поэтому он не рассчитывается на основе фактических характеристик линейного луча. Конечно, в стандарте ISO 11898-2 есть определения.
Почему я должен выбрать 0,25 Вт?
Это значение должно рассчитываться в сочетании с некоторым статусом отказа. Во всех интерфейсах ЭБУ автомобиля необходимо учитывать короткое замыкание на питание и короткое замыкание на массу, поэтому нам также необходимо учитывать короткое замыкание на питание CAN-шины. По стандарту нам нужно учитывать короткое замыкание на 18В. Предполагая, что CANH закорочен до 18 В, ток будет течь в Canl через сопротивление клеммы и из-за мощности 120 В.Ω резистор 50мА*50мА*120Ω = 0,3 Вт. Учитывая уменьшение количества при высокой температуре, мощность терминального сопротивления составляет 0,5 Вт.
Время публикации: 05 июля 2023 г.
