在CAN總線測(cè)試中,會(huì)遇到找不出原因的錯(cuò)誤,那你可能忽略了一個(gè)解決異常的利器——終端電阻。究竟終端電阻對(duì)CAN總線有什么重要作用和影響呢?
電信號(hào)在電纜中的傳播與光相似,光從空氣射入水中會(huì)發(fā)生光的發(fā)射和折射,電信號(hào)在阻抗不連續(xù)或者發(fā)生突變時(shí),會(huì)發(fā)生電信號(hào)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(hào)可能會(huì)混淆在正常信號(hào)上,引起電平變化,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯(cuò)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(diǎn)的,終點(diǎn)的阻抗肯定會(huì)發(fā)生突變,為了使終點(diǎn)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。
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(hào)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(dú)的兩根線上,相當(dāng)于一個(gè)開環(huán)的狀態(tài),根據(jù)產(chǎn)生信號(hào)反射的來源,也就是這種連接方式會(huì)導(dǎo)致單線上阻抗更加不連續(xù),在末端突然變?yōu)?/span>0,會(huì)導(dǎo)致反射成倍增加。
3.高速CAN所加的兩個(gè)120Ω的電阻實(shí)際上模擬的是線束連接無窮遠(yuǎn)的時(shí)候在傳輸線上產(chǎn)生的特性阻抗(不是實(shí)際阻抗),這是典型經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)
了解了終端電阻的作用,那對(duì)CAN總線有什么實(shí)際影響呢?
1.終端電阻過小造成信號(hào)幅值偏小,導(dǎo)致信號(hào)識(shí)別問題,以致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂,有時(shí)可以通訊,但極不穩(wěn)定,如圖2。
2.終端電阻過大造成信號(hào)幅值偏大,驅(qū)動(dòng)力過大,信號(hào)出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,信號(hào)下降沿變緩,即放電時(shí)間加長,最終位寬度識(shí)別錯(cuò)誤,如圖3。
在現(xiàn)場(chǎng)遇到以上情況,通過CANScope加上StressZ擴(kuò)展板并聯(lián)在被測(cè)總線上,首先進(jìn)行模擬電阻測(cè)試,找到與總線阻抗匹配的阻值,然后加在總線末端,信號(hào)正常,如圖4。
總線末端的終端電阻不可忽略,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的終端內(nèi)阻阻值也不可忽略,很多車廠的CAN節(jié)點(diǎn)測(cè)試規(guī)范專門有一項(xiàng)內(nèi)阻測(cè)試項(xiàng),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(shí)被測(cè)節(jié)點(diǎn)的輸入內(nèi)阻、丟失地時(shí)被測(cè)節(jié)點(diǎn)的輸入內(nèi)阻、CAN_H與CAN_L之間差分電阻。節(jié)點(diǎn)內(nèi)阻的大小是總線能否有足夠的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的因素之一,內(nèi)阻測(cè)試也是直接可判斷節(jié)點(diǎn)內(nèi)阻是否發(fā)生故障的有效方法。