Опір терміналів шини CAN зазвичай становить 120 Ом. Фактично, під час проектування є два виводи опором 60 Ом, і на шині зазвичай є два вузли опором 120 Ом. В основному, люди, які трохи знайомі з шиною CAN, трохи знайомі. Це знає кожен.
Існує три наслідки опору клем шини CAN:
1. Покращення здатності до перешкод, швидка передача сигналу високої частоти та низької енергії;
2. Забезпечити швидкий перехід шини в прихований стан, щоб енергія паразитних конденсаторів витрачалася швидше;
3. Покращте якість сигналу та розмістіть його на обох кінцях шини, щоб зменшити енергію відбиття.
1. Покращення здатності до перешкод
Шина CAN має два стани: «явний» та «прихований». «Виразний» означає «0», «прихований» означає «1» та визначається CAN-трансивером. На рисунку нижче показано типову схему внутрішньої структури CAN-трансивера, а також шини з'єднання Canh та Canl.
Коли шина є явною, внутрішні Q1 та Q2 ввімкнені, і різниця тиску між ємністю та ємністю дорівнює 0; коли Q1 та Q2 вимкнені, Canh та Canl перебувають у пасивному стані з різницею тиску 0.
Якщо на шині немає навантаження, значення опору різниці у прихованому часі дуже велике. Внутрішня МОН-транзисторна трубка має високий опір. Зовнішні перешкоди потребують лише дуже малої енергії, щоб шина увійшла в явний стан (мінімальна напруга загальної секції трансивера. Лише 500 мВ). У цьому випадку, якщо є перешкоди диференціальної моделі, на шині виникатимуть очевидні коливання, які не можуть поглинути, що призведе до появи явних коливань на шині.
Отже, для підвищення стійкості прихованої шини до перешкод, можна збільшити диференціальний опір навантаження, а значення опору зробити якомога меншим, щоб запобігти впливу більшої частини шумової енергії. Однак, щоб уникнути потрапляння надмірного струму в приховану шину, значення опору не може бути занадто малим.
2. Забезпечте швидкий перехід у прихований стан
Під час явного стану паразитний конденсатор шини заряджається, і ці конденсатори потрібно розряджати, коли вони повертаються до прихованого стану. Якщо між CANH та Canl не розміщено резистивне навантаження, ємність може розряджатися лише диференціальним опором всередині трансивера. Цей імпеданс є відносно великим. Відповідно до характеристик схеми RC-фільтра, час розряду буде значно довшим. Для аналогового тестування ми додаємо конденсатор ємністю 220 пФ між Canh та Canl трансивера. Швидкість позиціонування становить 500 кбіт/с. Форма хвилі показана на рисунку. Спад цієї хвилі є відносно тривалим станом.
Щоб швидко розрядити паразитні конденсатори шини та забезпечити швидкий перехід шини у прихований стан, між CANH та Canl необхідно розмістити навантажувальний опір. Після додавання 60Ω резистор, форми хвиль показано на рисунку. З рисунка видно, що час, коли явне повернення до спаду, зменшується до 128 нс, що еквівалентно часу встановлення явності.
3. Покращення якості сигналу
Коли сигнал високий при високому коефіцієнті перетворення, енергія фронту сигналу генеруватиме відбиття сигналу, якщо імпеданс не узгоджений; геометрична структура поперечного перерізу передавального кабелю змінюється, тому зміниться і характеристика кабелю, і відбиття також спричинить відбиття. Суть
Коли енергія відбивається, форма хвилі, яка викликає відбиття, накладається на початкову форму хвилі, що призводить до виникнення дзвонів.
На кінці шинного кабелю швидкі зміни імпедансу призводять до відбиття енергії на фронті сигналу, що призводить до виникнення дзвінка на шинному сигналі. Якщо дзвінок занадто великий, це вплине на якість зв'язку. До кінця кабелю можна додати кінцевий резистор з таким самим імпедансом, як і характеристики кабелю, який може поглинути цю частину енергії та запобігти утворенню дзвінка.
Інші люди провели аналоговий тест (зображення скопійовані мною), швидкість позиціонування становила 1 Мбіт/с, трансивер Canh та Canl підключили близько 10 м кручених ліній, а транзистор був підключений до 120Ω резистор для забезпечення прихованого часу перетворення. Без навантаження в кінці. Форма хвилі кінцевого сигналу показана на рисунку, а наростаючий фронт сигналу виглядає як дзвоноподібний сигнал.
Якщо 120Ω Якщо на кінці скрученої лінії додано резистор, форма хвилі кінцевого сигналу значно покращується, а дзвін зникає.
Зазвичай, у прямолінійній топології обидва кінці кабелю є передавальною та приймальною сторонами. Тому на обох кінцях кабелю необхідно додати один кінцевий опір.
У реальному застосуванні шина CAN зазвичай не має ідеальної конструкції. Часто вона має змішану структуру шини та зірки. Стандартна структура аналогової шини CAN.
Чому варто обрати 120Ω?
Що таке імпеданс? В електротехніці перешкоду для струму в колі часто називають імпедансом. Одиницею імпедансу є Ом, який часто використовується як Z, що є множиною z = r+i (ωl –1/(ωc)). Зокрема, імпеданс можна розділити на дві частини: опір (дійсна частина) та електричний опір (віртуальна частина). Електричний опір також включає ємність та сенсорний опір. Струм, спричинений конденсаторами, називається ємністю, а струм, спричинений індуктивністю, називається сенсорним опором. Імпеданс тут стосується форми Z.
Характеристичний опір будь-якого кабелю можна отримати експериментально. На одному кінці кабелю встановлений генератор прямокутних хвиль, інший кінець підключено до регульованого резистора, і спостерігається форма хвилі на опорі за допомогою осцилографа. Регулюйте величину значення опору, доки сигнал на опорі не стане якісним бездзвіновим прямокутним сигналом: узгодження імпедансу та цілісність сигналу. У цьому випадку значення опору можна вважати відповідним характеристикам кабелю.
Використовуйте два типові кабелі, що використовуються двома автомобілями, щоб спотворити їх у скручені лінії, а характеристичний імпеданс можна отримати вищезазначеним методом приблизно 120ΩЦе також опір клем, рекомендований стандартом CAN. Тому він не розраховується на основі фактичних характеристик лінійного променя. Звичайно, є визначення у стандарті ISO 11898-2.
Чому я маю обрати 0,25 Вт?
Це необхідно розраховувати в поєднанні з деякими станами несправності. Усі інтерфейси ЕБУ автомобіля повинні враховувати коротке замикання на живлення та коротке замикання на землю, тому нам також потрібно враховувати коротке замикання на джерело живлення шини CAN. Згідно зі стандартом, нам потрібно враховувати коротке замикання на 18 В. Припускаючи, що CANH замикається на 18 В, струм протікатиме до Canl через опір клеми, і завдяки потужності 120Ω резистор 50мА*50мА*120Ω = 0,3 Вт. Враховуючи зменшення величини за високої температури, потужність опору виводу становить 0,5 Вт.
Час публікації: 05 липня 2023 р.
