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CAN總線工程師需要關注的幾個問題

2018-07-05

  一、定位干擾原因

  當總線有干擾時,有經驗的工程師能夠迅速定位,但是對于新手來說卻很麻煩,造成總線干擾的原因有很多。比如通過電磁輻射耦合到通訊電纜中、屏蔽線接地沒處理好、隔離了通訊沒有隔離電源等。通過下圖我們可以推導出,現場的干擾不是通過電磁輻射進來,整車的網絡也沒有干擾,基本可以斷定干擾就是電機驅動器的CAN通訊沒隔離好。

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  圖2定位干擾原因

  二、消除延時誤差的方法

  l為了減小延時,增加通訊距離和降低通訊錯誤率,我們可以采取以下措施:

  l采用磁隔離的CTM1051方案設計接口收發電路;

  l用較粗的導線代替細導線,標準為1.5線纜(延遲為5ns/m);

  l使用鍍金或鍍銀的線纜;

  l增加網橋中繼設備CANBridge延長通訊距離。

  l采用光纖傳輸,如致遠電子的CANHUB-AF1S1,同等波特率可延長1倍通訊距離。

  三、信號地(CAN-GND)

  1.信號地概念

  信號地也稱為隔離地,為使電子設備工作時有一個統一的參考電位,避免有害電磁場的干擾,使設備穩定可靠的工作,設備中的信號電路統一參考地,即CAN-GND。

  2.信號地處理

  許多實際應用中,設計者常直接將每個節點的參考地接于本地的大地,作為信號的返回地,看似正常可靠的做法,卻存在極大的隱患!

  信號地(CAN-GND)正確的接法主要分為兩種:

  單屏蔽層線纜:如果線纜是單屏蔽層,信號地理想接法是使用專門的信號線將所有節點信號地連接,起到參考地的作用。但如果缺少信號地線,亦可將所有節點信號地都連接到屏蔽層,但這樣屏蔽效果亦差強人意。

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  圖3 帶有屏蔽層雙絞線

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  圖4 含信號地線雙絞線連接方式

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  圖5 信號地與屏蔽層連接方式

  雙屏蔽層線纜:當使用雙層屏蔽電纜時,需要將所有節點信號地連接到內屏蔽層,若使用非屏蔽線進行數據傳輸時,請保持信號地管腳懸空處理。

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  圖6 雙屏蔽層信號地處理方式

  所有節點信號地接到屏蔽層或者雙屏蔽層的內層后,屏蔽層處理方式注意為單點接地,不可多點接地,否則會在信號地線上形成地環流。

  另外,單點接地時為了加大供電地和信號地之間的隔離電阻,阻止共地阻抗電路耦合產生的電磁干擾,注意采用隔離浮地設計,通過阻容方式將屏蔽層與外殼隔離。

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  圖7 未進行單點接地處理的報文受到電磁干擾


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