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总线干扰的原因大科普

2018-07-04来源: EEWORLD 关键字:CAN总线

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,并最终成为国际标准(ISO 11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。


一、定位干扰原因

       当总线有干扰时,有经验的工程师能够迅速定位,但是对于新手来说却很麻烦,造成总线干扰的原因有很多。比如通过电磁辐射耦合到通讯电缆中、屏蔽线接地没处理好、隔离了通讯没有隔离电源等。通过下图我们可以推导出,现场的干扰不是通过电磁辐射进来,整车的网络也没有干扰,基本可以断定干扰就是电机驱动器的CAN通讯没隔离好。

图2定位干扰原因


二、消除延时误差的方法


l  为了减小延时,增加通讯距离和降低通讯错误率,我们可以采取以下措施:

l  采用磁隔离的CTM1051方案设计接口收发电路;

l  用较粗的导线代替细导线,标准为1.5线缆(延迟为5ns/m);

l  使用镀金或镀银的线缆;

l  增加网桥中继设备CANBridge延长通讯距离。

l  采用光纤传输,如致远电子的CANHUB-AF1S1,同等波特率可延长1倍通讯距离。


三、信号地(CAN-GND


1.         信号地概念

       信号地也称为隔离地,为使电子设备工作时有一个统一的参考电位,避免有害电磁场的干扰,使设备稳定可靠的工作,设备中的信号电路统一参考地,即CAN-GND。


2.         信号地处理


       许多实际应用中,设计者常直接将每个节点的参考地接于本地的大地,作为信号的返回地,看似正常可靠的做法,却存在极大的隐患!


信号地(CAN-GND)正确的接法主要分为两种:


单屏蔽层线缆:如果线缆是单屏蔽层,信号地理想接法是使用专门的信号线将所有节点信号地连接,起到参考地的作用。但如果缺少信号地线,亦可将所有节点信号地都连接到屏蔽层,但这样屏蔽效果亦差强人意。

图3 带有屏蔽层双绞线


图4 含信号地线双绞线连接方式

图5 信号地与屏蔽层连接方式


       双屏蔽层线缆:当使用双层屏蔽电缆时,需要将所有节点信号地连接到内屏蔽层,若使用非屏蔽线进行数据传输时,请保持信号地管脚悬空处理。

图6 双屏蔽层信号地处理方式


       所有节点信号地接到屏蔽层或者双屏蔽层的内层后,屏蔽层处理方式注意为单点接地,不可多点接地,否则会在信号地线上形成地环流。


       另外,单点接地时为了加大供电地和信号地之间的隔离电阻,阻止共地阻抗电路耦合产生的电磁干扰,注意采用隔离浮地设计,通过阻容方式将屏蔽层与外壳隔离。


图7 未进行单点接地处理的报文受到电磁干扰


关键字:CAN总线

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2018/ic-news070428600.html
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