轨道交通地铁车辆中,现在现已很多运用CAN总线通讯。使用其超卓的实时性与纠错才能,提升了车辆各部件的操控功率和可靠性。但在地铁运营中,某些线路也会呈现偶发的CAN通讯不畅,节点掉线状况。故广州致远电子的工程师带着CANScope总线剖析仪赴某地铁线路,进行现场查验剖析,如图1所示。
现场总线拓扑结构:如图2所示,为6节编组的地铁车辆,其间咱们测验点坐落空调操控器CAN接口方位,首要测验这段CAN总线的信号通讯质量。
经过【眼图时刻丈量】,对悉数波形做眼图,丈量成果可见波形边缘过缓,有部分波形上升沿有较大的振铃,下降沿有较大的地弹现象,阐明总线上有信号不接连的部分。差分电平幅值为1.5V小于标准的2.0V的ISO11898-2标准。
从空调宣布的CAN帧ID为:0x331,0x332,0x333,选取其间一个ID为0x331的报文,波形如图4所示。可见有差分电平有显着的“地弹”现象。
将ID为0x331,0x332,0x333的帧波形做眼图,如图5所示。可明晰看到CAN波形幅值为1.5V(那些高幅值的是和其他帧裁定时举高的)。
剖析:CAN差分波形边缘峻峭,边缘明晰,但幅值只要1.5V,比标准CAN差分电平(两个120欧终端电阻时)的2.0V少0.5V,有两种或许:
- (1)此CAN接口上CANH和CANL上或许各串联了10欧左右的电阻,与两个并联的120欧发生分压,让实践宣布的波形只要1.5V;1、带功放的电路,并经过使能端操控其作业;
- (2)本网络中终端电阻多添加了1个120欧,即总线中有3个120欧电阻,导致电压幅值降低到1.5V。
从波形看,还有很显着的“地弹”现象,阐明空调CAN接口方位阻抗不接连。有或许其方位是实践的终端,但终端电阻不在它上面,或许其方位为较长分支的结尾。
CAN主控宣布的CAN帧ID为0x200,0x231。选取其间一个ID为0x200的报文,波形如图6所示
将ID为0x200,0x231的帧波形做眼图,如图7所示。可明晰看到从CAN主控宣布的CAN波形抵达空调CAN接口时的幅值为1.8V(丈量点在网卡这边,那些高幅值的是和其他帧裁定时举高的)。上升沿缓,下降沿有波形驻留。
剖析:测验点测出的差分电平幅值为1.8V,也比标准的2.0V少0.2V,或许是CAN主控在CANH和CANL上也串联了电阻,或许是传输导线、接头有必定的压降导致。
CAN差分波形上升沿缓慢阐明从CAN主控到空调CAN接口的导线阻抗较大。下降沿有波形驻留,也是因为空调CAN接口其方位是实践的终端,但终端电阻不在它上面,或许其方位为较长分支的结尾。
如图8所示。为实践接了终端电阻的节点波形。
对其做眼图如图9所示。
剖析:经过眼图看,其下降沿峻峭下降到0,但随即发生“地弹”,阐明其上面装置了终端电阻,但它不是实践的终端,而从实践终端反射过来的波导致“地弹”。
综上所述
- (1)体系的CAN波形存在比较严重的“地弹”现象,有导致位过错的危险。经过前面的剖析,是因为阻抗不接连导致。而发生阻抗不接连,是总线终端电阻装置方位过错;
- (2)空调CAN接口上串联过大的电阻导致分压。差分电压幅值只要1.5V,简单在温度改变、线路老化或许电压动摇时,导致位过错乃至通讯不上。请操控串联电阻不要大于5.1欧;
- (3)传输导线或许接头阻抗过大。导致上升斜率过缓,只要3.55V/us,远低于16V/us的标准值,简单在温度改变或许长时间运行时,导致重同步失利的位过错或许CRC校验过错,乃至无法通讯。请查看传输导线标准,与接头电阻,确保阻抗小于0.02欧/m(或许等效为线径为1.0mm2以上的屏蔽双绞线)。