Điện trở đầu cuối bus CAN thường là 120 ohm. Thực tế, khi thiết kế, có hai chuỗi điện trở 60 ohm, và trên bus thường có hai nút 120Ω. Về cơ bản, những người biết một chút về bus CAN đều biết điều này. Ai cũng biết.
Có ba tác động của điện trở đầu cuối bus CAN:
1. Cải thiện khả năng chống nhiễu, cho phép tín hiệu tần số cao và năng lượng thấp đi nhanh chóng;
2. Đảm bảo rằng bus nhanh chóng chuyển sang trạng thái ẩn, để năng lượng của tụ điện ký sinh sẽ đi nhanh hơn;
3. Cải thiện chất lượng tín hiệu và đặt nó ở cả hai đầu của bus để giảm năng lượng phản xạ.
1. Cải thiện khả năng chống nhiễu
Bus CAN có hai trạng thái: "hiện" và "ẩn". "Biểu" biểu thị "0", "ẩn" biểu thị "1", và được xác định bởi bộ thu phát CAN. Hình bên dưới là sơ đồ cấu trúc bên trong điển hình của bộ thu phát CAN và bus kết nối Canl và Canl.
Khi bus được bật, Q1 và Q2 bên trong được bật và chênh lệch áp suất giữa can và can; khi Q1 và Q2 bị cắt, Canh và Canl ở trạng thái thụ động với chênh lệch áp suất là 0.
Nếu bus không có tải, giá trị điện trở của chênh lệch thời gian ẩn rất lớn. Ống MOS bên trong là trạng thái điện trở cao. Nhiễu bên ngoài chỉ cần một năng lượng rất nhỏ để bus đi vào trạng thái hiển thị (điện áp tối thiểu của phần chung của bộ thu phát. Chỉ 500mV). Lúc này, nếu có nhiễu mô hình vi sai, sẽ có những dao động rõ ràng trên bus, và những dao động này không có chỗ để hấp thụ chúng, và nó sẽ tạo ra một vị trí hiển thị trên bus.
Do đó, để tăng cường khả năng chống nhiễu của bus ẩn, có thể tăng điện trở tải vi sai, và giá trị điện trở càng nhỏ càng tốt để ngăn ngừa tác động của phần lớn năng lượng nhiễu. Tuy nhiên, để tránh bus dòng điện quá mức đi vào bus ẩn, giá trị điện trở không được quá nhỏ.
2. Đảm bảo nhanh chóng vào trạng thái ẩn
Trong trạng thái hiển thị, tụ điện ký sinh của bus sẽ được nạp điện, và các tụ điện này cần được xả điện khi trở về trạng thái ẩn. Nếu không có tải điện trở giữa CANH và Canl, điện dung chỉ có thể được nạp bởi điện trở vi sai bên trong bộ thu phát. Trở kháng này tương đối lớn. Theo đặc tính của mạch lọc RC, thời gian xả điện sẽ dài hơn đáng kể. Chúng tôi thêm một tụ điện 220pf giữa CANH và Canl của bộ thu phát để kiểm tra tương tự. Tốc độ định vị là 500kbit/s. Dạng sóng được thể hiện trong hình. Sự suy giảm của dạng sóng này là một trạng thái tương đối dài.
Để xả nhanh tụ điện ký sinh trên bus và đảm bảo bus nhanh chóng chuyển sang trạng thái ẩn, cần đặt điện trở tải giữa CANH và Canl. Sau khi thêm 60Ω Điện trở, dạng sóng được thể hiện trong hình. Từ hình vẽ, thời gian khi tín hiệu trở về trạng thái suy thoái giảm xuống còn 128ns, tương đương với thời gian thiết lập trạng thái rõ ràng.
3. Cải thiện chất lượng tín hiệu
Khi tín hiệu cao ở tỷ lệ chuyển đổi cao, năng lượng cạnh tín hiệu sẽ tạo ra phản xạ tín hiệu khi trở kháng không khớp; cấu trúc hình học của mặt cắt cáp truyền thay đổi, đặc tính của cáp sẽ thay đổi theo và sự phản xạ cũng sẽ gây ra phản xạ. Bản chất
Khi năng lượng bị phản xạ, dạng sóng gây ra sự phản xạ sẽ chồng lên dạng sóng ban đầu, tạo ra tiếng chuông.
Ở cuối cáp bus, sự thay đổi trở kháng nhanh chóng gây ra phản xạ năng lượng cạnh tín hiệu, và tiếng chuông được tạo ra trên tín hiệu bus. Nếu tiếng chuông quá lớn, nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng truyền thông. Một điện trở đầu cuối có cùng trở kháng với đặc tính cáp có thể được thêm vào đầu cáp, có thể hấp thụ phần năng lượng này và tránh tạo ra tiếng chuông.
Những người khác đã tiến hành một thử nghiệm tương tự (hình ảnh được tôi sao chép), tốc độ vị trí là 1MBIT/giây, bộ thu phát Canh và Canl kết nối khoảng 10m dây xoắn và bóng bán dẫn được kết nối với 120Ω Điện trở để đảm bảo thời gian chuyển đổi ẩn. Không có tải ở cuối. Dạng sóng tín hiệu cuối được hiển thị trong hình, và cạnh tăng tín hiệu xuất hiện hình chuông.
Nếu 120Ω thêm điện trở vào cuối đường xoắn, dạng sóng tín hiệu cuối được cải thiện đáng kể và tiếng chuông biến mất.
Nhìn chung, trong cấu trúc liên kết đường thẳng, cả hai đầu cáp đều là đầu phát và đầu thu. Do đó, cần phải thêm một điện trở ở cả hai đầu cáp.
Trong quá trình ứng dụng thực tế, bus CAN thường không phải là thiết kế bus hoàn hảo. Nhiều khi nó là cấu trúc hỗn hợp giữa bus và star. Cấu trúc chuẩn của bus CAN analog.
Tại sao chọn 120Ω?
Trở kháng là gì? Trong khoa học điện, trở ngại đối với dòng điện trong mạch thường được gọi là trở kháng. Đơn vị trở kháng là Ohm, thường được sử dụng là Z, là số nhiều z = r + i (ωl –1/(ωc)). Cụ thể, trở kháng có thể được chia thành hai phần: điện trở (phần thực) và điện trở (phần ảo). Điện trở cũng bao gồm điện dung và điện trở cảm ứng. Dòng điện do tụ điện gây ra được gọi là điện dung, và dòng điện do cuộn cảm gây ra được gọi là điện trở cảm ứng. Trở kháng ở đây đề cập đến khuôn mẫu của Z.
Trở kháng đặc trưng của bất kỳ loại cáp nào cũng có thể được xác định bằng thực nghiệm. Một đầu cáp được trang bị máy phát sóng vuông, đầu còn lại được kết nối với một điện trở có thể điều chỉnh được, và quan sát dạng sóng trên điện trở thông qua máy hiện sóng. Điều chỉnh giá trị điện trở cho đến khi tín hiệu trên điện trở là sóng vuông không có chuông tốt: sự đồng bộ trở kháng và tính toàn vẹn của tín hiệu. Lúc này, giá trị điện trở có thể được coi là phù hợp với đặc tính của cáp.
Sử dụng hai dây cáp thông thường được hai chiếc ô tô sử dụng để làm biến dạng chúng thành các đường xoắn và trở kháng đặc trưng có thể thu được bằng phương pháp trên khoảng 120ΩĐây cũng là điện trở đầu cuối được khuyến nghị theo tiêu chuẩn CAN. Do đó, giá trị này không được tính toán dựa trên đặc tính chùm tia thực tế. Tất nhiên, có định nghĩa trong tiêu chuẩn ISO 11898-2.
Tại sao tôi phải chọn 0,25W?
Điều này phải được tính toán kết hợp với một số trạng thái lỗi. Tất cả các giao diện của ECU xe hơi đều cần xem xét ngắn mạch nguồn và ngắn mạch đất, vì vậy chúng ta cũng cần xem xét ngắn mạch nguồn cấp của bus CAN. Theo tiêu chuẩn, chúng ta cần xem xét ngắn mạch xuống 18V. Giả sử CANH bị ngắn mạch xuống 18V, dòng điện sẽ chạy đến Canl qua điện trở đầu cực, và do đó công suất của 120Ω điện trở là 50mA*50mA*120Ω = 0,3W. Xét đến sự giảm lượng điện năng ở nhiệt độ cao, công suất của điện trở đầu cuối là 0,5W.
Thời gian đăng: 05-07-2023
