工业现场CAN环境复杂多变,工程师面临信号的杂、乱、差却是束手无策,追根溯源关于信号的各种田你接对了吗?
CAN总线以其高牢靠性、实时性、灵活性以及谨慎的数据处理机制等特色,在工业现场和汽车行业得到广泛运用,但随着环境搅扰以及节点数目的增加等对CAN总线的安稳性提出更高的要求,而面临电源地、信号地、屏蔽地、外壳地不同的接地办法又该怎么处理呢?
如图1分别是电源地、信号地、屏蔽地以及大地四种不同地的常见符号。
图1 四种接地符号
电源地概念:
电源地也为供电地,是为确保供电电源构成完好的电流回路设置的供电地,即GND。
电源地处理:
与单电源供电的负极相连。
图2 CAN收发器电源地(GND)接线
信号地概念:
信号地也称为阻隔地,为使电子设备作业时有一个一致的参阅电位,避免有害电磁场的搅扰,使设备安稳牢靠的作业,设备中的信号电路一致参阅地,即CAN-GND;
信号地处理:
许多实践运用中,规划者常直接将每个节点的参阅地接于本地的大地,作为信号的回来地,看似正常牢靠的做法,却存在极大的危险!
信号地(CAN-GND)正确的接法首要分为两种:
单屏蔽层线缆:假如线缆是单屏蔽层,信号地舆想接法是运用专门的信号线将一切节点信号地衔接,起到参阅地的作用。但假如短少信号地线,亦可将一切节点信号地都衔接到屏蔽层,但这样屏蔽作用亦差强人意。
图 3 带有屏蔽层双绞线
图 4 含信号地线双绞线衔接办法
图 5 信号地与屏蔽层衔接办法
双屏蔽层线缆:当运用双层屏蔽电缆时,需求将一切节点信号地衔接到内屏蔽层,若运用非屏蔽线进行数据传输时,请坚持信号地管脚悬空处理。
图 6 双屏蔽层信号地处理办法
一切节点信号地接到屏蔽层或许双屏蔽层的内层后,屏蔽层处理办法留意为单点接地,不行多点接地,不然会在信号地线上构成地环流。
别的,单点接地时为了加大供电地和信号地之间的阻隔电阻,阻挠共地阻抗电路耦合发生的电磁搅扰,留意选用阻隔浮地规划,经过阻容办法将屏蔽层与外壳阻隔。
图 7 未进行单点接地处理的报文遭到电磁搅扰
屏蔽地概念:
屏蔽地(CAN-Shield)也可理解为CAN屏蔽层,部分场合也标为FG。导体外部有导体包裹的导线叫屏蔽线,包裹的导体叫屏蔽层,一般为织造铜网或铜泊(铝),屏蔽层需求接地处理,确保外来的搅扰信号可被该层导入大地。
图8 单屏蔽层和双屏蔽层电缆分析
屏蔽地处理:
当运用双层屏蔽电缆时,CAN-Shield衔接到外屏蔽层和DB9衔接器的屏蔽壳。而且,运用DB9针式衔接器时外屏蔽层会被衔接到pin 5以确保当运用没有屏蔽衔接的衔接器时,牢靠的接地。
多节点总线相同要求屏蔽地选用单点接地,避免构成回路,而且为浮地规划。
如下图9所示处理办法,CTM1051模块3脚为屏蔽地,5脚为信号地。
图9 双屏蔽层线中信号地、屏蔽地处理办法
外壳地概念:
静电的电荷集聚在物体的外表,一旦遇到能够开释的回路就能够构成电流。有时候发生的电压十分高,特别是在枯燥的环境里。电子产品的外壳地便是用来快速地将电荷开释到大地。
外壳地处理:
外壳接地既是对人体安全的维护,也是防搅扰的一种手法,由于一般情况下机壳是金属的,是十分好的屏蔽体,绝大部分辐射搅扰都能够阻挠在机壳之外。经过地线引进的搅扰(也叫共阻抗搅扰),处理办法一般选用地线阻隔技能,在外壳接地时接入阻抗,参加滤波等。
图10 信号地、屏蔽地、外壳接地衔接引荐电路
改善计划主张
假如您在运用CAN总线进行调试时,遇到过偶然通讯犯错,或许接纳不到数据,再者一向正常运用的总线,忽然呈现大范围的过错,或许节点损坏。
假如您仍是在运用单纯的CAN收发器,那么请换成阻隔CAN收发器吧!致远的CTM阻隔模块内部包括阻隔DC-DC、信号阻隔电路、CAN总线收发电路、根底的总线防护等。
阻隔收发器可将总线和控制电路进行电气阻隔,将高压阻挠在控制体系之外,能够有效地确保操作人员的人身及体系安全。不仅如此,阻隔能够按捺由接地电势差、接地环路引起的各种共模搅扰,确保总线在严峻搅扰和其它体系级噪声存在的情况下不间断、无差错运转。
图11 CAN阻隔收发器引荐规划电路