Rezystancja zacisku magistrali CAN wynosi zazwyczaj 120 omów. W rzeczywistości, podczas projektowania, stosuje się dwa ciągi o rezystancji 60 omów, a na magistrali znajdują się zazwyczaj dwa węzły o rezystancji 120 omów. Zasadniczo osoby, które znają się trochę na magistrali CAN, są trochę obeznane. Wszyscy to wiedzą.
Rezystancja zacisku magistrali CAN ma trzy skutki:
1. Poprawia zdolność przeciwzakłóceniową, umożliwia szybkie przesyłanie sygnałów o wysokiej częstotliwości i niskiej energii;
2. Upewnij się, że magistrala zostanie szybko wprowadzona w stan ukryty, dzięki czemu energia kondensatorów pasożytniczych będzie szybciej przepływać;
3. Popraw jakość sygnału i umieść go na obu końcach magistrali, aby zmniejszyć energię odbicia.
1. Poprawa zdolności przeciwzakłóceniowych
Magistrala CAN ma dwa stany: „jawny” i „ukryty”. Stan „wyraźny” oznacza „0”, a stan „ukryty” oznacza „1” i jest określany przez transceiver CAN. Poniższy rysunek przedstawia typowy schemat wewnętrznej struktury transceivera CAN oraz magistrali połączeniowych CANH i CANI.
Gdy magistrala jest jawna, wewnętrzne Q1 i Q2 są włączone, a różnica ciśnień między puszką a puszką jest zerowa; gdy Q1 i Q2 są odcięte, Canh i Canl znajdują się w stanie pasywnym z różnicą ciśnień równą 0.
Jeśli magistrala nie jest obciążona, wartość rezystancji różnicy w czasie ukrytym jest bardzo duża. Wewnętrzna lampa MOS znajduje się w stanie wysokiej rezystancji. Zakłócenia zewnętrzne wymagają jedynie bardzo małej energii, aby magistrala mogła wejść w stan jawny (minimalne napięcie głównej części transceivera, zaledwie 500 mV). W tym przypadku, jeśli występuje interferencja różnicowa, na magistrali pojawią się wyraźne fluktuacje, które nie będą miały miejsca na ich absorbowanie, co doprowadzi do powstania jawnej pozycji na magistrali.
Dlatego, aby zwiększyć odporność na zakłócenia magistrali ukrytej, można zwiększyć rezystancję obciążenia różnicowego, a jej wartość powinna być jak najniższa, aby zapobiec wpływowi większości energii szumów. Aby jednak uniknąć nadmiernego prądu płynącego przez magistralę, wartość rezystancji nie może być zbyt mała.
2. Upewnij się, że szybko wejdziesz w stan ukryty
W stanie jawnym kondensator pasożytniczy magistrali będzie ładowany, a po powrocie do stanu ukrytego kondensatory te będą musiały zostać rozładowane. Jeśli między CANH a Canl nie zostanie przyłożone obciążenie rezystancyjne, pojemność może zostać rozładowana jedynie przez rezystancję różnicową wewnątrz transceivera. Ta impedancja jest stosunkowo duża. Zgodnie z charakterystyką układu filtru RC, czas rozładowania będzie znacznie dłuższy. Dodaliśmy kondensator 220 pF między Canh a Canl transceivera w celu przeprowadzenia testu analogowego. Prędkość przesyłu sygnału wynosi 500 kbit/s. Przebieg przedstawiono na rysunku. Spadek tego przebiegu jest stanem stosunkowo długim.
Aby szybko rozładować kondensatory pasożytnicze magistrali i zapewnić szybkie przejście magistrali w stan ukryty, należy umieścić rezystor obciążający między CANH a Canl. Po dodaniu 60Ω Rezystor, przebiegi pokazano na rysunku. Z rysunku wynika, że czas, w którym jawny powrót do recesji ulega skróceniu do 128 ns, co odpowiada czasowi ustanowienia jawności.
3. Popraw jakość sygnału
Gdy sygnał jest wysoki przy wysokiej szybkości konwersji, energia krawędzi sygnału generuje odbicie sygnału, gdy impedancja nie jest dopasowana; struktura geometryczna przekroju poprzecznego kabla transmisyjnego ulega zmianie, a charakterystyka kabla ulega zmianie, a odbicie również powoduje odbicie. Istota
Kiedy energia ulega odbiciu, fala powodująca odbicie nakłada się na falę oryginalną, co powoduje powstawanie dźwięków dzwonkowych.
Na końcu kabla magistrali, gwałtowne zmiany impedancji powodują odbicie energii krawędzi sygnału, co powoduje generowanie sygnału dzwonkowego. Zbyt duży sygnał dzwonkowy może wpłynąć na jakość komunikacji. Na końcu kabla można dodać rezystor końcowy o tej samej impedancji, co charakterystyka kabla, który może absorbować tę część energii i zapobiegać generowaniu sygnału dzwonkowego.
Inni przeprowadzili test analogowy (zdjęcia skopiowałem), prędkość pozycji wynosiła 1MBIT/s, transceiver Canh i Canl był połączony ok. 10m skręconymi liniami, a tranzystor był podłączony do 120Ω Rezystor zapewniający ukryty czas konwersji. Brak obciążenia na końcu. Przebieg sygnału końcowego jest pokazany na rysunku, a narastające zbocze sygnału ma kształt dzwonka.
Jeśli 120Ω rezystor dodawany jest na końcu skręconej linii, kształt fali sygnału końcowego ulega znacznej poprawie, a dzwonek zanika.
Generalnie, w topologii liniowej, oba końce kabla są końcem nadawczym i końcem odbiorczym. Dlatego na obu końcach kabla należy dodać jedną rezystancję końcową.
W rzeczywistym procesie aplikacji magistrala CAN zazwyczaj nie jest idealną konstrukcją. Często jest to struktura mieszana, łącząca w sobie magistralę i gwiazdę. Standardowa struktura analogowej magistrali CAN.
Dlaczego warto wybrać 120Ω?
Czym jest impedancja? W elektrotechnice przeszkoda na drodze prądu w obwodzie jest często nazywana impedancją. Jednostką impedancji jest om, często używany w przypadku Z, co stanowi liczbę mnogą z = r+i (ωl –1/(ωc)). Dokładniej, impedancję można podzielić na dwie części: rezystancję (część rzeczywistą) i rezystancję elektryczną (część wirtualną). Rezystancja elektryczna obejmuje również pojemność i rezystancję sensoryczną. Prąd generowany przez kondensatory nazywa się pojemnością, a prąd generowany przez indukcyjność nazywa się rezystancją sensoryczną. Impedancja odnosi się tutaj do formy Z.
Impedancję charakterystyczną dowolnego kabla można uzyskać eksperymentalnie. Na jednym końcu kabla znajduje się generator fali prostokątnej, a na drugim końcu podłączony jest regulowany rezystor, który obserwuje przebieg na rezystancji za pomocą oscyloskopu. Reguluj wartość rezystancji, aż sygnał na rezystancji będzie miał dobrą, pozbawioną dzwonka falę prostokątną: dopasowanie impedancji i integralność sygnału. W tym momencie wartość rezystancji można uznać za zgodną z charakterystyką kabla.
Użyj dwóch typowych kabli używanych przez dwa samochody, aby zniekształcić je w skręcone linie, a impedancję charakterystyczną można uzyskać za pomocą powyższej metody na poziomie około 120ΩJest to również rezystancja końcowa zalecana przez normę CAN. Dlatego nie jest obliczana na podstawie rzeczywistych charakterystyk wiązki liniowej. Oczywiście istnieją definicje w normie ISO 11898-2.
Dlaczego muszę wybrać 0,25 W?
Należy to obliczyć w połączeniu z pewnym stanem awarii. Wszystkie interfejsy sterownika silnika (ECU) samochodu muszą uwzględniać zwarcie do zasilania i zwarcie do masy, dlatego należy również uwzględnić zwarcie do zasilania magistrali CAN. Zgodnie z normą, należy uwzględnić zwarcie do 18 V. Zakładając, że CANH jest zwarty do 18 V, prąd popłynie do CANI przez rezystancję zacisku, a ze względu na moc 120Ω rezystor wynosi 50mA*50mA*120Ω = 0,3 W. Biorąc pod uwagę zmniejszenie wartości w wysokiej temperaturze, moc rezystancji końcowej wynosi 0,5 W.
Czas publikacji: 05.07.2023
