A CAN busz termináljának ellenállása általában 120 ohm. Valójában a tervezés során két 60 ohmos ellenállásfüzért, és általában két 120Ω-os csomópontot használnak a buszon. Alapvetően, akik egy kicsit is értenek a CAN buszhoz, azok egy kicsit is. Ezt mindenki tudja.
A CAN busz terminál ellenállásának három hatása van:
1. Javítsa az interferencia-gátló képességet, hagyja, hogy a nagyfrekvenciás és alacsony energiájú jel gyorsan menjen;
2. Győződjön meg arról, hogy a busz gyorsan rejtett állapotba kerül, hogy a parazita kondenzátorok energiája gyorsabban menjen;
3. Javítsa a jel minőségét, és helyezze a busz mindkét végére a visszaverődési energia csökkentése érdekében.
1. Javítsa az interferencia-ellenállást
A CAN busznak két állapota van: „explicit” és „rejtett”. Az „explicit” a „0”-t, a „rejtett” az „1”-et jelöli, és ezt a CAN adó-vevő határozza meg. Az alábbi ábra egy CAN adó-vevő tipikus belső szerkezeti diagramját, valamint a Canh és Canl csatlakozóbuszokat mutatja.
Amikor a busz explicit, a belső Q1 és Q2 bekapcsol, és a tartály és a tartály közötti nyomáskülönbség is fennáll; amikor a Q1 és Q2 le van kapcsolva, a Canh és a Canl passzív állapotban vannak, 0 nyomáskülönbséggel.
Ha nincs terhelés a buszon, a rejtett időbeli különbség ellenállásértéke nagyon nagy. A belső MOS cső nagy ellenállású állapotban van. A külső interferencia csak nagyon kis energiát igényel ahhoz, hogy a busz belépjen az explicit feszültségbe (az adó-vevő általános keresztmetszetének minimális feszültsége, mindössze 500 mV). Ebben az esetben, ha differenciális modellinterferencia van, a buszon nyilvánvaló ingadozások lesznek, és nincs hely ezeknek az ingadozásoknak az elnyelésére, és explicit pozíciót hoz létre a buszon.
Ezért a rejtett busz interferencia-ellenállásának fokozása érdekében növelhető a differenciális terhelési ellenállás, és az ellenállás értéke a lehető legkisebbre csökkenthető, hogy megakadályozzák a zajenergia nagy részének hatását. Azonban a túlzott áram buszra jutásának elkerülése érdekében az ellenállás értéke nem lehet túl kicsi.
2. Biztosítsa a rejtett állapotba való gyors belépést
Explicit állapotban a busz parazita kondenzátora töltődik, és ezeket a kondenzátorokat ki kell sütni, amikor visszatérnek rejtett állapotukba. Ha a CANH és a Canl közé nincs ellenállásterhelés helyezve, a kapacitást csak az adó-vevő belsejében lévő differenciálellenállás tudja levezetni. Ez az impedancia viszonylag nagy. Az RC szűrő áramkör jellemzőinek megfelelően a kisülési idő jelentősen hosszabb lesz. Az analóg teszteléshez egy 220 pf-os kondenzátort helyeztünk az adó-vevő Canh és Canl közé. A pozíciósebesség 500 kbit/s. A hullámforma az ábrán látható. Ennek a hullámformának a lefutása viszonylag hosszú állapotot jelent.
A busz parazita kondenzátorainak gyors kisütése és a busz rejtett állapotba való gyors belépésének biztosítása érdekében egy terhelő ellenállást kell elhelyezni a CANH és a Canl közé. Egy 60Ω-os ellenállás hozzáadása után a hullámalakok az ábrán láthatók. Az ábráról látható, hogy az explicit visszatérési ideje a recesszióba 128 ns-ra csökken, ami egyenértékű az explicititás kialakulásának idejével.
3. Javítsa a jel minőségét
Amikor a jel magas, magas konverziós arány mellett, a jel élenergiája visszaverődést generál, ha az impedancia nincs egyenlítve; az átviteli kábel keresztmetszetének geometriai szerkezete megváltozik, a kábel jellemzői is megváltoznak, és a visszaverődés szintén visszaverődést okoz. Lényeg
Amikor az energia visszaverődik, a visszaverődést okozó hullámforma rávetül az eredeti hullámformára, ami harangokat kelt.
A buszkábel végén az impedancia gyors változásai a jel élenergia-visszaverődését okozzák, és a buszjelen csengőhang keletkezik. Ha a csengőhang túl nagy, az befolyásolja a kommunikáció minőségét. A kábel végéhez egy, a kábeljel karakterisztikájával megegyező impedanciájú lezáró ellenállás helyezhető, amely elnyeli az energia ezen részét, és elkerüli a csengőhangok keletkezését.
Mások analóg tesztet végeztek (a képeket én másoltam), a pozíciósebesség 1 MBIT/s volt, a Canh és Canl adó-vevő körülbelül 10 méternyi sodrott vezetéket kötött össze, a tranzisztort pedig egy 120Ω-os ellenálláshoz kötötték a rejtett konverziós idő biztosítása érdekében. A végén nincs terhelés. A végjel hullámformája az ábrán látható, és a jel felfutó éle harang alakú.
Ha egy 120Ω-os ellenállást adunk a sodrott, sodrott vezeték végéhez, a végjel hullámformája jelentősen javul, és a csengő eltűnik.
Általában az egyenes vonalú topológiában a kábel mindkét vége a küldő és a vevő oldal. Ezért a kábel mindkét végéhez egy-egy terminálellenállást kell hozzáadni.
A tényleges alkalmazási folyamatban a CAN busz általában nem a tökéletes busztípusú kialakítás. Sokszor busz- és csillagtípusú vegyes struktúráról van szó. Az analóg CAN busz standard struktúrája.
Miért válassza a 120Ω-ot?
Mi az impedancia? Az elektrotechnikában az áramkörben az áram útjában álló akadályt gyakran impedanciának nevezik. Az impedancia mértékegysége Ohm, amelyet gyakran Z-ként használnak, ami többes szám: z = r+i (ωl – 1/(ωc)). Konkrétan az impedancia két részre osztható: ellenállásra (valós rész) és elektromos ellenállásra (virtuális rész). Az elektromos ellenállás magában foglalja a kapacitást és az érzékszervi ellenállást is. A kondenzátorok által keltett áramot kapacitásnak, az induktivitás által keltett áramot pedig érzékszervi ellenállásnak nevezik. Az impedancia itt Z alakjára utal.
Bármely kábel karakterisztikus impedanciája kísérletekkel meghatározható. A kábel egyik végén egy négyszöghullám-generátor, a másik végén pedig egy állítható ellenállás található, és oszcilloszkóp segítségével figyeljük meg az ellenállás hullámformáját. Az ellenállás értékének nagyságát addig állítsuk, amíg az ellenálláson lévő jel jó, harangmentes négyszöghullámot nem kap: impedanciaillesztés és jelintegritás. Ekkor az ellenállás értéke a kábel jellemzőivel összhangban lévőnek tekinthető.
Két tipikus, autók által használt kábelt kell torzítani sodrott vonalakká, és a fenti módszerrel meghatározható a jellemző impedancia, amely körülbelül 120 Ω. Ez egyben a CAN szabvány által ajánlott terminál ellenállás is. Ezért nem a tényleges vonalnyaláb jellemzői alapján számítják ki. Természetesen vannak erre vonatkozó definíciók az ISO 11898-2 szabványban.
Miért kell a 0,25 W-ot választanom?
Ezt valamilyen hibaállapottal kombinálva kell kiszámítani. Az autó ECU összes interfészének figyelembe kell vennie a tápfeszültséggel és a testzárlatot, tehát a CAN busz tápellátásával való rövidzárlatot is figyelembe kell venni. A szabvány szerint a 18 V-tal való rövidzárlatot kell figyelembe venni. Feltételezve, hogy a CANH 18 V-tal zárlatos, az áram a Canl-hez folyik a terminál ellenállásán keresztül, és a 120Ω-os ellenállás teljesítménye 50mA*50mA*120Ω = 0,3W. Figyelembe véve a mennyiség csökkenését magas hőmérsékleten, a terminál ellenállás teljesítménye 0,5W.
Közzététel ideje: 2023. július 8.
