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CAN总线电磁干扰严重?通讯不稳定?吃透这几点轻松帮你解决_暗记_旗子

少女玫瑰心 2024-11-21 14:28:24 0

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一、CAN总线电磁兼容性能剖析

电磁兼容性能对CAN总线系统的运行可靠性具有较大的影响, 目前,在电子产品设计中,电磁兼容EMC性能对系统的影响非常大,关系到其能否正常稳定运行。
国际上已经开始对电子产品的电磁兼容性做逼迫性限定,电磁兼容性能已经成为考察产品性能的主要指标之一,因此必须予以重视。

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电磁兼容紧张包括两方面的内容,一个是产品本身对外界产生不良的电磁滋扰EMI影响,称为电磁滋扰发射;另一个是对外界电磁旗子暗记的敏感程度,称为电磁敏感度EMS。
滋扰源、耦合路子及敏感设备是电磁兼容的三要素,缺一不可。
电磁滋扰旗子暗记的耦合路子有传导和辐射两种。

二、改进CAN总线电磁兼容的方法

当利用非屏蔽线时,物理层的电磁兼容性就变得非常主要,提高电磁兼容性的方法可分为三种:发射防护、接管防护、传导防护。

1、发射防护——提高电子设备本身电磁兼容能力

提高电子设备本身的电磁兼容性能是从根本长进步系统电磁兼容性能的有效方法,而印制电路板(PCB板)是电子设备的核心组成部分,并且其抗电磁滋扰性能与电磁辐射性能每每是相互联系的,因此可以采纳以下方法来提高印制电路板的电磁兼容性能。

选择电磁兼容性能好的元器件

选择EMC性能好的元器件,并只管即便选择表面贴装的封装形式。
器件合理布局,把相互有关的器件只管即便放得靠近些,使各部件之间的引线只管即便短。
特殊是微掌握器和CAN掌握器的时钟源晶体,一定要按规定放置,否则会不起振。

合理布局,降落地线阻抗

合理布局包括三个方面,一方面是对元器件的位置进行合理布局,将相互关联的元器件尽可能地集中支配,使相互之间的引线尽可能短:第二个方面是要将电子设备内部的数字电路与仿照电路有效分开,防止相互之间的旗子暗记滋扰。
第三个方面是合理布局地线,空想状态下,电路板上所有的地线该当等电位,但是由于地线阻抗的存在导致地线各点电位有差异,以是该当只管即便减小地线阻抗。
最有效的办法是做多层板,在中间专门设置一层地线面。

2、接管防护——抑制感应电磁滋扰

对付外界的辐射滋扰,可采取屏蔽或接管的办法减弱肃清,由于方法简便易行、屏蔽效果好以及便于设计等优点成为提高系统电磁兼容性能的主要方法。

利用双绞线,加大双绞程度,屏蔽接地

电场在电缆中感应出共模电压,而磁场在电缆中既可以感应出共模电压,也可以感应出差模电压。
通过屏蔽可以将电磁场的感应滋扰降落到最小,而利用双绞线则进一步抑制了磁场感应的差模电压。
双绞线的两根线之间具有很小的回路面积,而且双绞线的每两个相邻回路上感应出的电流具有相反的方向,相互抵消。
双绞线的绞节越密,则效果越明显,建议每米双绞33圈。
同时,为了减小CAN总线的串扰,应将双绞线加屏蔽层,为了降落静电放电滋扰,全体屏蔽体须要和大地单点相连。

增加阻抗抑制共模滋扰

在共模滋扰方面,符合ISO11898-2标准的差分传输已经供应了极好的防护,在CAN收发器所支持的共模范围之内,由于吸收器只打算总线之间的电压差,因此滤除了共模滋扰旗子暗记。
高能量、电感性的感应滋扰旗子暗记可能导致产生超出收发器共模范围的滋扰旗子暗记,为了抑制这种滋扰旗子暗记,可以在CAN节点的输入电路中插入一个直流线圈,如图所示:

分开的总线终端

在高频方面,通过将总线终端电阻分开可以改进CAN网络的电磁兼容性,此时终端电阻被分成两个相同的大电阻,在两个电阻中间通过一个耦合电容接地,如图所示,为了使高频旗子暗记对地短路而不削弱直流特性,必须确保电容连接到一个电平固定的地。

3、传导防护——传导滋扰的隔离与防护

传导滋扰紧张产生于瞬态、暂态的过程中,如大功率开关的开合、雷电的打击等带来的瞬时浪涌,一样平常通过CAN总线电缆传输,所带来的电磁危害较大,因此在传播路子中要肃清这些瞬时的脉冲、浪涌,使CAN总线通讯得以可靠进行。

瞬态抑制二极管TVS

瞬态抑制二极管并联在旗子暗记线和旗子暗记地线之间,用来保护电缆受到雷击或静电放电时产生的浪涌高压。
当TVS上的电压超过一定的幅度时,器件迅速导通,从而将浪涌能量泄放掉,并将电压的幅度限定在一定的范围内。
建议CANH、CANL每个旗子暗记线上分别利用两个TVS管进行双向保护。

隔离收发器

隔离是办理传导滋扰问题的空想方法,它具有良好的电绝缘能力和抗滋扰能力。
选择隔离收发器首先要考虑传输延时,如光耦隔离的延时高达25ns以上,磁耦隔离只有3~5ns,其延时时间对总线的传输间隔和质量都会造成影响,建议利用磁隔离的CTM1051设计接口收发电路。

光纤传输

采取光纤传输,比如帝特的HDMI四纤光纤延长器,安全隔离滋扰。

旗子暗记保护器

外接专用的旗子暗记保护器肃清滋扰,如ZF-12Y2花费滋扰强度和CANbridge网桥做隔离。

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