¿Por qué la resistencia del terminal del bus CAN es de 120 Ω?

La resistencia del terminal del bus CAN es generalmente de 120 ohmios. De hecho, durante el diseño, se utilizan dos cadenas de resistencia de 60 ohmios y, por lo general, dos nodos de 120 Ω en el bus. En resumen, quienes conocen un poco del bus CAN tienen un poco de experiencia. Todo el mundo lo sabe.

Hay tres efectos de la resistencia del terminal del bus CAN:

1. Mejora la capacidad antiinterferencia, deja que la señal de alta frecuencia y baja energía pase rápidamente;

2. Asegúrese de que el bus ingrese rápidamente a un estado oculto, para que la energía de los capacitores parásitos vaya más rápido;

3. Mejore la calidad de la señal y colóquela en ambos extremos del bus para reducir la energía de reflexión.

1. Mejorar la capacidad antiinterferencias

El bus CAN tiene dos estados: "explícito" y "oculto". "Expresivo" representa "0" y "oculto" representa "1", y lo determina el transceptor CAN. La figura a continuación muestra un diagrama típico de la estructura interna de un transceptor CAN y los buses de conexión CANh y CANl.

Cuando el bus es explícito, se encienden los Q1 y Q2 internos y la diferencia de presión entre la lata y la lata; cuando Q1 y Q2 se cortan, Canh y Canl están en un estado pasivo con una diferencia de presión de 0.

Si no hay carga en el bus, la diferencia de resistencia en el tiempo oculto es muy grande. El tubo MOS interno presenta un estado de alta resistencia. La interferencia externa requiere una energía muy baja para que el bus entre en la posición explícita (la tensión mínima de la sección general del transceptor es de tan solo 500 mV). En este caso, si se produce una interferencia de modelo diferencial, se producirán fluctuaciones evidentes en el bus, que no podrán absorberse, creando así una posición explícita en el bus.

Por lo tanto, para mejorar la capacidad antiinterferente del bus oculto, se puede aumentar la resistencia de carga diferencial, manteniéndola lo más baja posible para evitar el impacto de la mayor parte de la energía de ruido. Sin embargo, para evitar que entre una corriente excesiva en el bus explícito, la resistencia no debe ser demasiado baja.

2. Asegúrate de entrar rápidamente al estado oculto

Durante el estado explícito, el condensador parásito del bus se carga y debe descargarse al volver al estado oculto. Si no se aplica ninguna carga resistiva entre CANH y Canl, la capacitancia solo puede ser vertida por la resistencia diferencial dentro del transceptor. Esta impedancia es relativamente grande. Según las características del circuito de filtro RC, el tiempo de descarga será significativamente mayor. Se añade un condensador de 220 pf entre Canh y Canl del transceptor para la prueba analógica. La velocidad de posicionamiento es de 500 kbit/s. La forma de onda se muestra en la figura. El declive de esta forma de onda es un estado relativamente largo.

Para descargar rápidamente los condensadores parásitos del bus y garantizar que este entre rápidamente en estado oculto, se debe colocar una resistencia de carga entre CANH y Canl. Después de agregar 60Ω Resistencia; las formas de onda se muestran en la figura. Según la figura, el tiempo en que la imposibilidad explícita regresa a la recesión se reduce a 128 ns, lo que equivale al tiempo de establecimiento de la imposibilidad explícita.

3. Mejorar la calidad de la señal

Cuando la señal es alta y la tasa de conversión es alta, la energía del borde de la señal generará reflexión de la señal si la impedancia no coincide. La estructura geométrica de la sección transversal del cable de transmisión cambia, lo que modifica las características del cable y la reflexión también la causa.

Cuando la energía se refleja, la forma de onda que provoca la reflexión se superpone a la forma de onda original, lo que producirá campanas.

En el extremo del cable de bus, los cambios rápidos de impedancia provocan la reflexión de la energía del borde de la señal, lo que genera una señal sonora. Si la señal sonora es demasiado grande, afectará la calidad de la comunicación. Se puede añadir una resistencia terminal con la misma impedancia que las características del cable al extremo del cable, lo que absorbe esta parte de la energía y evita la generación de señales sonoras.

Otras personas realizaron una prueba analógica (las imágenes las copié yo), la tasa de posición era de 1 MBIT/s, el transceptor Canh y Canl conectaron aproximadamente 10 m de líneas trenzadas y el transistor estaba conectado a los 120Ω Resistencia para garantizar el tiempo de conversión oculto. Sin carga al final. La forma de onda de la señal final se muestra en la figura, y el flanco ascendente de la señal aparece en forma de campana.

Si un 120Ω Se agrega una resistencia al final de la línea retorcida, la forma de onda de la señal final mejora significativamente y la campana desaparece.

Generalmente, en la topología lineal, ambos extremos del cable son el emisor y el receptor. Por lo tanto, se debe añadir una resistencia terminal en ambos extremos del cable.

En la práctica, el bus CAN no suele tener un diseño de bus perfecto. A menudo, se trata de una estructura mixta de bus y estrella. La estructura estándar del bus CAN analógico.

¿Por qué elegir 120?Ω?

¿Qué es la impedancia? En electricidad, el obstáculo a la corriente en el circuito se suele llamar impedancia. La unidad de impedancia es el ohmio, que suele usarse como Z, que es un plural de z = r+i (ωl –1/(ωc)). Específicamente, la impedancia se puede dividir en dos partes: resistencia (partes reales) y resistencia eléctrica (partes virtuales). La resistencia eléctrica también incluye la capacitancia y la resistencia sensorial. La corriente generada por los capacitores se denomina capacitancia, y la corriente generada por la inductancia se denomina resistencia sensorial. La impedancia se refiere al molde de Z.

La impedancia característica de cualquier cable se puede obtener experimentalmente. En un extremo del cable se conecta un generador de ondas cuadradas y en el otro extremo una resistencia ajustable. Se observa la forma de onda de la resistencia con un osciloscopio. Ajuste el valor de la resistencia hasta que la señal de la resistencia sea una onda cuadrada sin campanas: adaptación de impedancia e integridad de la señal. En este punto, el valor de la resistencia se puede considerar consistente con las características del cable.

Utilice dos cables típicos utilizados por dos automóviles para distorsionarlos en líneas retorcidas, y la impedancia característica se puede obtener mediante el método anterior de aproximadamente 120ΩEsta es también la resistencia terminal recomendada por la norma CAN. Por lo tanto, no se calcula con base en las características reales del haz de línea. Por supuesto, existen definiciones en la norma ISO 11898-2.

¿Por qué tengo que elegir 0,25 W?

Esto debe calcularse en combinación con algún estado de fallo. Todas las interfaces de la ECU del vehículo deben considerar el cortocircuito a la alimentación y a tierra, por lo que también debemos considerar el cortocircuito a la fuente de alimentación del bus CAN. Según la norma, debemos considerar el cortocircuito a 18 V. Suponiendo que CANH está en cortocircuito a 18 V, la corriente fluirá a CANl a través de la resistencia del terminal, y debido a la potencia de 120 V.Ω La resistencia es 50 mA * 50 mA * 120Ω = 0,3 W. Considerando la reducción de la cantidad a alta temperatura, la potencia de la resistencia terminal es 0,5 W.