小电阻之大作用“CAN终端电阻”

1、 文库资料 2016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 小电阻之大作用“CAN 终端电阻”CAN 总线终端电阻，顾名思义就是加在总线末端的电阻。此电阻虽小，但在CAN 总线通信中却有十分重要的作用。终端电阻的作用CAN 总线终端电阻的作用有两个：一、提高抗干扰能力，确保总线快速进入隐性状态。二、提高信号质量。提高抗干扰能力CAN 总线有“显性”和“隐性”两种状态，“显性”代表“0”，“隐性”代表“1”，由CAN 收发器决定。图1是一个CAN 收发器的典型内部结构图，CANH 、CANL 连接总线。图1总线显性时，收发器内部Q1、Q2导通

2、，CANH 、CANL 之间产生压差；隐性时，Q1、Q2截止，CANH 、CANL 处于无源状态，压差为0。总线若无负载，隐性时差分电阻阻值很大，外部的干扰只需要极小的能量即可令总线进入显性（一般的收发器显性门限最小电压仅500mV ）。为提升总线隐性时的抗干扰能力，可以增加一个差分负载电阻，且阻值尽可能小，以杜绝大部分噪声能量的影响。然而，为了避免需要过大的电流总线才能进入显性，阻值也不能过小。确保快速进入隐性状态在显性状态期间，总线的寄生电容会被充电，而在恢复到隐性状态时，这些电容需要放 文库资料 2016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co.,

3、Ltd.电。如果CANH 、CANL 之间没有放置任何阻性负载，电容只能通过收发器内部的差分电阻放电。我们在收发器的CANH 、CANL 之间加入一个220PF 的电容进行模拟试验，位速率为500kbit/s，波形如图2、图3。图2图3从图3看出，显性恢复到隐性的时间长达1.44S，在采样点较高的情况下勉强能够通信，若通信速率更高，或寄生电容更大，则很难保证通信正常。为了让总线寄生电容快速放电，确保总线快速进入隐性状态，需要在CANH 、CANL 之间放置一个负载电阻。增加一个60的电阻后，波形如图4、图5。从图中看出，显性恢复到隐性的时间缩减到128nS ，与显性建立时间相当。 文库资料 2

4、016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.图4图5提高信号质量信号在较高的转换速率情况下，信号边沿能量遇到阻抗不匹配时，会产生信号反射；传输线缆横截面的几何结构发生变化，线缆的特征阻抗会随之变化，也会造成反射。在总线线缆的末端，阻抗急剧变化导致信号边沿能量反射，总线信号上会产生振铃，若振铃幅度过大，就会影响通信质量。在线缆末端增加一个与线缆特征阻抗一致的终端电阻，可以将这部分能量吸收，避免振铃的产生。我们进行了一个模拟试验，位速率为1Mbit/s，收发器CANH 、CANL 接一根10m 左右的双绞线，收发器端接120电阻保证隐性转换时间，末端不加负载。末端信号波形如图6，信号上升沿出现了振铃。 文库资料 2016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.图6若双绞线末端增加一个120的电阻，末端信号波形明显改善，振铃消失，如图7。图7一般在直线型拓扑中，线缆两端即是发送端，也是接收端，故线缆两端需各加一个终端电阻。为什么选120任何一根线缆的特征阻抗都可以通过实验的方式得出。线缆的一端接方波发生器，另一端接一个可调电阻，并通过示波器观察电阻上的波形。调整电阻阻值的大小，直到电阻上的信号是一个良好的无振铃的方波，此时的电阻值可以认为与线缆的特征阻抗一致。大部