ความต้านทานของขั้วต่อ CAN บัสโดยทั่วไปคือ 120 โอห์ม ในความเป็นจริง เมื่อออกแบบ จะมีสายต้านทาน 60 โอห์มสองตัว และโดยทั่วไปจะมีโหนด 120Ω สองโหนดบนบัส โดยพื้นฐานแล้วคนที่รู้จัก CAN bus เพียงเล็กน้อยก็จะค่อนข้างน้อย ทุกคนรู้เรื่องนี้
ความต้านทานของขั้วต่อ CAN บัสมีผลสามประการ:
1. ปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการรบกวนให้สัญญาณความถี่สูงและพลังงานต่ำไปอย่างรวดเร็ว
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบัสเข้าสู่สถานะที่ซ่อนอยู่อย่างรวดเร็ว เพื่อให้พลังงานของตัวเก็บประจุปรสิตจะไปเร็วขึ้น
3. ปรับปรุงคุณภาพสัญญาณและวางไว้ที่ปลายทั้งสองด้านของบัสเพื่อลดพลังงานการสะท้อน
1. ปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการรบกวน
CAN บัสมีสองสถานะ: “ชัดเจน” และ “ซ่อน” "Expressive" หมายถึง "0", "ซ่อน" หมายถึง "1" และถูกกำหนดโดยตัวรับส่งสัญญาณ CAN รูปด้านล่างเป็นแผนภาพโครงสร้างภายในทั่วไปของตัวรับส่งสัญญาณ CAN และบัสเชื่อมต่อ Canh และ Canl
เมื่อบัสชัดเจน Q1 และ Q2 ภายในจะเปิดขึ้น และความแตกต่างของความดันระหว่างกระป๋องกับกระป๋อง เมื่อ Q1 และ Q2 ถูกตัดออก Canh และ Canl จะอยู่ในสถานะไม่โต้ตอบโดยมีความแตกต่างของความดันเป็น 0
หากไม่มีโหลดในบัส ค่าความต้านทานของส่วนต่างของเวลาที่ซ่อนอยู่จะมีขนาดใหญ่มาก ท่อ MOS ภายในมีสถานะมีความต้านทานสูง การรบกวนจากภายนอกต้องใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเพื่อให้บัสสามารถเข้าสู่สัญญาณที่ชัดเจนได้ (แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำของส่วนทั่วไปของตัวรับส่งสัญญาณ เพียง 500mv) ในเวลานี้ หากมีการรบกวนโมเดลดิฟเฟอเรนเชียล จะมีความผันผวนที่ชัดเจนบนรถบัส และไม่มีที่สำหรับความผันผวนเหล่านี้ที่จะดูดซับ และจะสร้างตำแหน่งที่ชัดเจนบนรถบัส
ดังนั้น เพื่อที่จะเพิ่มความสามารถในการป้องกันการรบกวนของบัสที่ซ่อนอยู่ มันสามารถเพิ่มความต้านทานโหลดที่แตกต่างกัน และค่าความต้านทานมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อป้องกันผลกระทบของพลังงานเสียงส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้บัสกระแสเกินเข้าสู่ค่าที่ชัดเจน ค่าความต้านทานต้องไม่เล็กเกินไป
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเข้าสู่สถานะที่ซ่อนอยู่อย่างรวดเร็ว
ในระหว่างสถานะที่ชัดเจน ตัวเก็บประจุปรสิตของบัสจะถูกชาร์จ และตัวเก็บประจุเหล่านี้จะต้องถูกปล่อยออกมาเมื่อกลับสู่สถานะที่ซ่อนอยู่ หากไม่มีการวางโหลดความต้านทานระหว่าง CANH และ Canl ความจุไฟฟ้าจะถูกเทลงโดยความต้านทานส่วนต่างภายในตัวรับส่งสัญญาณเท่านั้น ความต้านทานนี้ค่อนข้างใหญ่ ตามลักษณะของวงจรตัวกรอง RC เวลาในการคายประจุจะนานขึ้นอย่างมาก เราเพิ่มตัวเก็บประจุ 220pf ระหว่าง Canh และ Canl ของตัวรับส่งสัญญาณสำหรับการทดสอบแบบอะนาล็อก อัตราตำแหน่งคือ 500kbit/s รูปคลื่นจะแสดงในรูป การลดลงของรูปคลื่นนี้เป็นสถานะที่ค่อนข้างยาว
เพื่อที่จะคายประจุตัวเก็บประจุปรสิตบัสอย่างรวดเร็ว และให้แน่ใจว่าบัสเข้าสู่สถานะที่ซ่อนอยู่อย่างรวดเร็ว จะต้องวางความต้านทานโหลดระหว่าง CANH และ Canl หลังจากเพิ่มตัวต้านทาน 60Ω รูปคลื่นจะแสดงในรูป จากตัวเลข เวลาที่กลับไปสู่ภาวะถดถอยอย่างชัดเจนจะลดลงเหลือ 128ns ซึ่งเทียบเท่ากับเวลาการก่อตั้งของความชัดเจน
3. ปรับปรุงคุณภาพสัญญาณ
เมื่อสัญญาณสูงที่อัตราการแปลงสูง พลังงานขอบสัญญาณจะสร้างการสะท้อนของสัญญาณเมื่ออิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน โครงสร้างทางเรขาคณิตของหน้าตัดของสายส่งเปลี่ยนไป ลักษณะของสายเคเบิลจะเปลี่ยนไป และการสะท้อนก็จะทำให้เกิดการสะท้อนด้วย เอสเซ้นส์
เมื่อพลังงานถูกสะท้อน รูปคลื่นที่ทำให้เกิดการสะท้อนจะถูกซ้อนทับกับรูปคลื่นดั้งเดิมซึ่งจะทำให้เกิดระฆัง
ที่ปลายสายบัส การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในอิมพีแดนซ์ทำให้เกิดการสะท้อนพลังงานที่ขอบสัญญาณ และเสียงระฆังจะถูกสร้างขึ้นบนสัญญาณบัส หากระฆังใหญ่เกินไปจะส่งผลต่อคุณภาพการสื่อสาร ตัวต้านทานขั้วต่อที่มีความต้านทานของคุณลักษณะสายเคเบิลเท่ากันสามารถเพิ่มที่ปลายสายเคเบิลได้ ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานส่วนนี้และหลีกเลี่ยงการเกิดกระดิ่ง
คนอื่นๆ ทำการทดสอบแบบอะนาล็อก (ฉันคัดลอกรูปภาพมา) อัตราตำแหน่งคือ 1MBIT/s ตัวรับส่งสัญญาณ Canh และ Canl เชื่อมต่อเส้นบิดประมาณ 10 เมตร และทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 120Ω เพื่อรับประกันเวลาการแปลงที่ซ่อนอยู่ ไม่มีภาระในตอนท้าย รูปคลื่นสัญญาณสิ้นสุดจะแสดงในรูป และขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณจะปรากฏเป็นรูประฆัง
หากเพิ่มตัวต้านทาน 120Ω ที่ปลายเส้นบิดเกลียว รูปคลื่นของสัญญาณสิ้นสุดจะดีขึ้นอย่างมาก และกระดิ่งจะหายไป
โดยทั่วไป ในโทโพโลยีเส้นตรง ปลายทั้งสองของสายเคเบิลคือปลายส่งและปลายรับ ดังนั้นจึงต้องเพิ่มความต้านทานขั้วต่อหนึ่งตัวที่ปลายทั้งสองของสายเคเบิล
ในกระบวนการใช้งานจริง โดยทั่วไป CAN บัสไม่ใช่การออกแบบประเภทบัสที่สมบูรณ์แบบ หลายครั้งเป็นโครงสร้างผสมระหว่างประเภทรถบัสและประเภทดาว โครงสร้างมาตรฐานของ CAN บัสแบบอะนาล็อก
ทำไมต้องเลือก 120Ω?
ความต้านทานคืออะไร? ในทางวิทยาศาสตร์ไฟฟ้า สิ่งกีดขวางต่อกระแสในวงจรมักเรียกว่าอิมพีแดนซ์ หน่วยอิมพีแดนซ์คือ โอห์ม ซึ่งมักใช้โดย Z ซึ่งเป็นพหูพจน์ z = r+i (ωl – 1/(ωc)) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิมพีแดนซ์สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ความต้านทาน (ส่วนจริง) และความต้านทานไฟฟ้า (ส่วนเสมือน) ความต้านทานไฟฟ้ายังรวมถึงความจุและความต้านทานทางประสาทสัมผัสด้วย กระแสที่เกิดจากตัวเก็บประจุเรียกว่าความจุไฟฟ้า และกระแสที่เกิดจากตัวเหนี่ยวนำเรียกว่าความต้านทานทางประสาทสัมผัส อิมพีแดนซ์ในที่นี้หมายถึงแม่พิมพ์ของ Z
ความต้านทานเฉพาะของสายเคเบิลใดๆ สามารถรับได้จากการทดลอง ที่ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิลซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับตัวต้านทานแบบปรับได้ และสังเกตรูปคลื่นบนความต้านทานผ่านออสซิลโลสโคป ปรับขนาดของค่าความต้านทานจนกระทั่งสัญญาณบนความต้านทานเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่ไม่มีกระดิ่งที่ดี: การจับคู่อิมพีแดนซ์และความสมบูรณ์ของสัญญาณ ในเวลานี้ค่าความต้านทานสามารถพิจารณาให้สอดคล้องกับคุณลักษณะของสายเคเบิลได้
ใช้สายเคเบิลทั่วไปสองเส้นที่รถสองคันใช้เพื่อบิดให้เป็นเส้นบิด และสามารถรับค่าอิมพีแดนซ์ของคุณลักษณะได้โดยวิธีด้านบนประมาณ 120Ω นี่ยังเป็นความต้านทานของขั้วต่อที่แนะนำโดยมาตรฐาน CAN อีกด้วย ดังนั้นจึงไม่ได้คำนวณตามลักษณะของลำแสงที่เกิดขึ้นจริง แน่นอนว่ามีคำจำกัดความอยู่ในมาตรฐาน ISO 11898-2
ทำไมถึงต้องเลือก 0.25W?
ซึ่งจะต้องคำนวณร่วมกับสถานะความล้มเหลวบางอย่าง อินเทอร์เฟซทั้งหมดของ ECU รถยนต์จำเป็นต้องพิจารณาการลัดวงจรของกำลังไฟและการลัดวงจรลงกราวด์ ดังนั้นเราจึงต้องพิจารณาการลัดวงจรของแหล่งจ่ายไฟของ CAN บัสด้วย ตามมาตรฐานเราต้องคำนึงถึงไฟฟ้าลัดวงจรถึง 18V สมมติว่า CANH สั้นถึง 18V กระแสจะไหลไปที่ Canl ผ่านความต้านทานเทอร์มินัล และเนื่องจากกำลังของตัวต้านทาน 120Ω คือ 50mA*50mA*120Ω = 0.3W เมื่อพิจารณาถึงปริมาณที่ลดลงที่อุณหภูมิสูง กำลังของความต้านทานขั้วต่อคือ 0.5W
เวลาโพสต์: Jul-08-2023
