CAN总线终端电阻,望文生义便是加在总线结尾的电阻。此电阻虽小,但在CAN总线通讯中却有十分重要的效果。
终端电阻的效果
CAN总线终端电阻的效果有两个:
一、进步抗搅扰才干,确保总线快速进入隐性状况。
二、进步信号质量。
进步抗搅扰才干
CAN总线有“显性”和“隐性”两种状况,“显性”代表“0”,“隐性”代表“1”,由CAN收发器决议。图1是一个CAN收发器的典型内部结构图,CANH、CANL衔接总线。
图1
总线显性时,收发器内部Q1、Q2导通,CANH、CANL之间发生压差;隐性时,Q1、Q2截止,CANH、CANL处于无源状况,压差为0。
总线若无负载,隐性时差分电阻阻值很大,外部的搅扰只需求极小的能量即可令总线进入显性(一般的收发器显性门限最小电压仅500mV)。为进步总线隐性时的抗搅扰才干,能够添加一个差分负载电阻,且阻值尽可能小,以根绝大部分噪声能量的影响。但是,为了防止需求过大的电流总线才干进入显性,阻值也不能过小。
确保快速进入隐性状况
在显性状况期间,总线的寄生电容会被充电,而在康复到隐性状况时,这些电容需求放电。假如CANH、CANL之间没有放置任何阻性负载,电容只能经过收发器内部的差分电阻放电。咱们在收发器的CANH、CANL之间参加一个220PF的%&&&&&%进行模仿试验,位速率为500kbit/s,波形如图2、图3。
图2
图3
从图3看出,显性康复到隐性的时刻长达1.44μS,在采样点较高的情况下牵强能够通讯,若通讯速率更高,或寄生电容更大,则很难确保通讯正常。
为了让总线寄生%&&&&&%快速放电,确保总线快速进入隐性状况,需求在CANH、CANL之间放置一个负载电阻。添加一个60Ω的电阻后,波形如图4、图5。从图中看出,显性康复到隐性的时刻缩减到128nS,与显性树立时刻适当。
图4
图5
进步信号质量
信号在较高的转化速率情况下,信号边缘能量遇到阻抗不匹配时,会发生信号反射;传输线缆横截面的几许结构发生改变,线缆的特征阻抗会随之改变,也会形成反射。
在总线线缆的结尾,阻抗急剧改变导致信号边缘能量反射,总线信号上会发生振铃,若振铃起伏过大,就会影响通讯质量。在线缆结尾添加一个与线缆特征阻抗共同的终端电阻,能够将这部分能量吸收,防止振铃的发生。
咱们进行了一个模仿试验,位速率为1Mbit/s,收发器CANH、CANL接一根10m左右的双绞线,收发器端接120Ω电阻确保隐性转化时刻,结尾不加负载。结尾信号波形如图6,信号上升沿呈现了振铃。
图6
若双绞线结尾添加一个120Ω的电阻,结尾信号波形显着改进,振铃消失,如图7。
图7
一般在直线型拓扑中,线缆两头便是发送端,也是接纳端,故线缆两头需各加一个终端电阻。
为什么选120Ω
任何一根线缆的特征阻抗都能够经过试验的办法得出。线缆的一端接方波发生器,另一端接一个可调电阻,并经过示波器调查电阻上的波形。调整电阻阻值的巨细,直到电阻上的信号是一个杰出的无振铃的方波,此刻的电阻值能够以为与线缆的特征阻抗共同。
大部分轿车线缆都是单线的。假如你选用两根轿车运用的典型线缆,将它们扭制成双绞线,就可依据上述办法得到特征阻抗大约为120Ω,这也是CAN规范引荐的终端电阻阻值。