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[導(dǎo)讀]在CAN總線測試中,會遇到找不出原因的錯誤,那你可能忽略了一個解決異常的利器——終端電阻。究竟終端電阻對CAN總線有什么重要作用和影響呢?

在CAN總線測試中,會遇到找不出原因的錯誤,那你可能忽略了一個解決異常的利器——終端電阻。究竟終端電阻對CAN總線有什么重要作用和影響呢?

電信號在電纜中的傳播與光相似,光從空氣射入水中會發(fā)生光的發(fā)射和折射,電信號在阻抗不連續(xù)或者發(fā)生突變時,會發(fā)生電信號的發(fā)射。反射過程比較復(fù)雜,甚至可能發(fā)生多次反射,發(fā)射的信號可能會混淆在正常信號上,引起電平變化,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤。

一、什么是終端電阻?

使傳輸電纜的阻抗保持連續(xù)可以有效的消除發(fā)射,但是電纜總是有終點的,終點的阻抗肯定會發(fā)生突變,為了使終點阻抗保持連續(xù),CAN-bus規(guī)定在電纜兩端或者一端接入匹配電阻——終端電阻,如圖1所示,高速CAN-bus終端電阻的接法。

 

 

圖1 高速CAN-bus終端電阻的接法

小結(jié):

1.終端電阻的作用就是吸收反射及回波,產(chǎn)生信號反射的最大來源就是阻抗不連續(xù)以及不匹配。

2.如果是加在單獨的兩根線上,相當于一個開環(huán)的狀態(tài),根據(jù)產(chǎn)生信號反射的來源,也就是這種連接方式會導(dǎo)致單線上阻抗更加不連續(xù),在末端突然變?yōu)?,會導(dǎo)致反射成倍增加。

3.高速CAN所加的兩個120Ω的電阻實際上模擬的是線束連接無窮遠的時候在傳輸線上產(chǎn)生的特性阻抗(不是實際阻抗),這是典型經(jīng)驗值,具體值取決于所采用的線束類型。

二、終端電阻與總線不匹配的災(zāi)難現(xiàn)場

了解了終端電阻的作用,那對CAN總線有什么實際影響呢?

1.終端電阻過小造成信號幅值偏小,導(dǎo)致信號識別問題,以致整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂,有時可以通訊,但極不穩(wěn)定,如圖2。

 

 

圖2

2.終端電阻過大造成信號幅值偏大,驅(qū)動力過大,信號出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,信號下降沿變緩,即放電時間加長,最終位寬度識別錯誤,如圖3。

 

 

圖3

在現(xiàn)場遇到以上情況,通過CANScope加上StressZ擴展板并聯(lián)在被測總線上,首先進行模擬電阻測試,找到與總線阻抗匹配的阻值,然后加在總線末端,信號正常,如圖4。

 

 

圖4

總線末端的終端電阻不可忽略,每個節(jié)點的終端內(nèi)阻阻值也不可忽略,很多車廠的CAN節(jié)點測試規(guī)范專門有一項內(nèi)阻測試項,包括:電源和地正常連接的CAN_H內(nèi)阻、電源和地正常連接的CAN_L內(nèi)阻、丟失正極時被測節(jié)點的輸入內(nèi)阻、丟失地時被測節(jié)點的輸入內(nèi)阻、CAN_H與CAN_L之間差分電阻。節(jié)點內(nèi)阻的大小是總線能否有足夠的驅(qū)動力帶動各個節(jié)點的因素之一,內(nèi)阻測試也是直接可判斷節(jié)點內(nèi)阻是否發(fā)生故障的有效方法。

三、內(nèi)阻測試原理與方法

 

 

圖5 內(nèi)阻測試試驗連線圖

圖5中Rtest為測試電阻,為5KΩ。根據(jù)內(nèi)阻測試標準,進行測試。在CANH對地、CANL對地內(nèi)阻測試時,U=-2V和7V各測試一次,之后對CANH和CANL開路,測試對地電壓VCAN_H和VCAN_L。然后將U調(diào)節(jié)為-2V和7V分別各接入測試一次以如下公式計算后,取平均值(VCAN_H和VCAN_L為開路CANH和CANL對地電壓):

Rin_H=Rtest×( VCAN_H – V)/( V– U)

Rin_L=Rtest×( VCAN_L – V)/( V– U)

在CANH對CANL的差分內(nèi)阻測試時,U=5V,之后將CANH和CANL開路,測試差分電壓Vdiff。然后將U調(diào)節(jié)為5V接入測試。以如下公式計算(Vdiff為開路差分電壓):

Rdiff =Rtest×( Vdiff – V)/( V– U)

當前行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀是通過外接電壓源、電流源等外圍設(shè)備,手動完成測試,主要有接線復(fù)雜、環(huán)節(jié)多、測試效率低還并不能保證測試數(shù)據(jù)的準確性。怎么才能做到測試方便、準確、快捷呢?

看這里☟☟☟

4CANDT一致性測試系統(tǒng)

CANDT一致性測試系統(tǒng)可自動化完成CAN節(jié)點物理層、鏈路層及應(yīng)用層一致性測試,是當前CAN總線測試領(lǐng)域唯一能夠進行完善的物理層自動化測試并導(dǎo)出報表的儀器設(shè)備,詳情架構(gòu)如圖6。

 

 

圖6

ISO11898-2內(nèi)阻標準測試標準

 

 

根據(jù)測試標準,用CANDT對總線上各個節(jié)點的內(nèi)阻進行一致性測試,測試結(jié)果可生成報表,如圖7所示。

 

 

圖7

●測試完成后,用戶可導(dǎo)出自動化測試報告,對于未通過的測試項目可使用CAN總線分析儀對故障進行干擾排除并進行可靠性測試,以加強被測設(shè)備的魯棒性,并且致遠電子的CAN總線專家會協(xié)助用戶,對未通過項目進行分析,給出整改建議;

●根據(jù)測試報告,還可以跟蹤測試條目的標準出處、測試步驟以及判斷依據(jù)等;

主機廠可以依據(jù)此報告評估CAN節(jié)點質(zhì)量,作為主機廠準入依據(jù)。

 

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