【導(dǎo)讀】工程師們?cè)谕ㄟ^(guò)波形找CAN總線總線傳輸異常原因時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到由于下降沿過(guò)緩導(dǎo)致位采樣錯(cuò)誤的情況，而下降沿過(guò)緩一般是由于總線電容過(guò)大導(dǎo)致。本文將會(huì)帶您了解電容過(guò)大造成的問(wèn)題以及解決方案。
總線電容過(guò)大問(wèn)題的現(xiàn)象
如圖1所示，CAN節(jié)點(diǎn)的電容會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電容，電容越大邊沿越緩，導(dǎo)致位采樣錯(cuò)誤。
圖1
如圖2所示，是1M波特率的CAN信號(hào)在電容為120pf的情況下的下降沿，下降時(shí)間為95.7ns。由于電容值小，所以圖2的波形與圖1相比更好，報(bào)文的傳輸也更穩(wěn)定。
圖2
總線電容過(guò)大問(wèn)題的原因
圖3是CAN收發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖，CAN收發(fā)器為了實(shí)現(xiàn)CAN的仲裁與錯(cuò)誤處理，只能采用單向驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致CAN波形的上升沿有驅(qū)動(dòng)，而下降沿是通過(guò)整條總線與終端電阻放電產(chǎn)生的，所以總線的終端電阻的第一作用是“放電”。
圖3
解決方案一：犧牲幅值法
減小終端電阻值，總線加快放電速度，以“犧牲幅值”的方法改善下降沿。注意，如圖4所示，總并聯(lián)的終端電阻不得小于24歐，在線纜較細(xì)（導(dǎo)線衰減較大）時(shí)，總并聯(lián)電阻要適當(dāng)提高，才能保證差分幅值不小于0.9V的最低限度。
圖4
解決方案二：更換低電容，低直流電阻的導(dǎo)線
CAN的90%電容過(guò)大問(wèn)題，都是導(dǎo)線引起的，所以控制導(dǎo)線的電容是最重要的，保證導(dǎo)線電容在40-70PF/m的范圍內(nèi)，為性?xún)r(jià)比比較高的方案。如圖5所示，是一張導(dǎo)線的參數(shù)圖，在選材的時(shí)候最好要到導(dǎo)線的參數(shù)圖，這樣線材的好壞程度就一目了然了。
圖5
除此之外，如圖6所示，導(dǎo)線的橫截面積與直流電阻的阻值大小有關(guān)，所以傳輸距離越長(zhǎng)導(dǎo)線橫截面積應(yīng)該越大。
圖6
解決方案三：通過(guò)中繼器進(jìn)行波形整形
通過(guò)圖7可以看到，波形在經(jīng)過(guò)中繼器之前，由于總線電容過(guò)大，下降沿變得非常緩，形成了鐮刀狀，這樣就容易導(dǎo)致位采樣錯(cuò)誤。而經(jīng)過(guò)中繼器后，報(bào)文波形經(jīng)過(guò)整形后重新發(fā)出，可以看到波形整體情況良好，能夠保證報(bào)文的正常收發(fā)。
圖7
總結(jié)
面對(duì)總線電容過(guò)大的情況，一般這三種方法就可以解決掉現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，而在中繼器這一塊，ZLG致遠(yuǎn)電子生產(chǎn)的CAN隔離網(wǎng)橋中繼器集線器系列，具有2/5/8個(gè)電氣隔離的CAN總線接口，能實(shí)現(xiàn)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的中繼功能。使用該系列產(chǎn)品可達(dá)到增加負(fù)載節(jié)點(diǎn)和延長(zhǎng)通信距離的作用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中繼擴(kuò)容的功能。
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