CAN總線十萬個為什么 | 為什么CAN總線終端電阻如此重要？

導(dǎo)讀

在深入探討CAN總線技術(shù)時，我們不得不關(guān)注一個看似微小卻極為關(guān)鍵的部分?—?終端電阻。本文將簡要闡釋終端電阻對于CAN總線性能的重要性，以及它如何成為確保通信穩(wěn)定和信號清晰不可或缺的因素。

CAN總線終端電阻，顧名思義就是加在總線末端的電阻，它在CAN總線系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，盡管它體積小巧，但其功能不容小覷。終端電阻的主要作用體現(xiàn)在兩個方面：

提高抗干擾能力：終端電阻能夠加速總線的放電過程，使總線迅速進(jìn)入隱性狀態(tài)，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。

提升信號質(zhì)量：通過消除阻抗不連續(xù)和不匹配問題，終端電阻有助于提升整個總線的信號質(zhì)量。

? 放電速度對比分析

為了展示終端電阻在放電速度上的影響，我們進(jìn)行了一項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)。

在CANH和CANL之間加入一個220pF的電容，以模擬位速率為500kbit/s的通信環(huán)境。結(jié)果顯示，顯性狀態(tài)恢復(fù)到隱性狀態(tài)的時間長達(dá)1.44μs，這在通信速率較高或寄生電容較大的情況下，將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。

為了確保總線能夠快速放電并進(jìn)入隱性狀態(tài)，我們在CANH和CANL之間增加了一個60Ω的負(fù)載電阻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，顯性狀態(tài)恢復(fù)到隱性狀態(tài)的時間縮短至128ns，與顯性建立時間相匹配，顯著提高了通信效率。

?信號質(zhì)量提升

在總線線纜的末端，阻抗的急劇變化會導(dǎo)致信號邊沿能量反射，從而在總線信號上產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象。如果振鈴幅度過大，將對整個總線的通信質(zhì)量造成影響。通過在電纜末端增加一個與線纜特征阻抗相匹配的終端電阻，可以吸收這部分能量，避免振鈴的產(chǎn)生。

在另一項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)中，我們以1Mbit/s的位速率，使用大約10米的雙絞線連接收發(fā)器，并在收發(fā)器端接入120Ω的終端電阻以保證隱性轉(zhuǎn)換時間。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)末端不加負(fù)載時，信號上升沿出現(xiàn)了振鈴。

而在雙絞線末端增加一個120Ω的電阻后，末端信號波形得到明顯改善，振鈴現(xiàn)象消失。

結(jié)論

在直線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，線纜兩端既是發(fā)送端也是接收端，因此兩端各需要增加一個終端電阻。

下一期，我們將探討如何高效調(diào)整主線上的終端電阻，以進(jìn)一步提升CAN總線的性能。

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