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若何有效提高CAN总线抗干扰能力?_暗记_屏障

落叶飘零 2024-12-21 19:23:18 0

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一、常见CAN总线滋扰征象

如下为一条流水线有两路CAN总线,一条总线有22个掌握节点,每当启动事情时就会涌现严重的失落控状态,流水线都是通过电机驱动的。
在利用CANScope测试创造,在未启动电机情形下,帧统计结果显示100%成功率,如图1所示。

若何有效提高CAN总线抗干扰能力?_暗记_屏障 通讯

图1 正常事情帧统计

此时CAN波形图如图2所示。

图2 正常波形

然而当电机启动之后,CAN总线质量急剧下滑,利用CANScope帧统计结果显示成功率仅仅为16.33%,如图3所示。

图3 滋扰时帧统计

此时的CAN波形图如图4所示,可见滋扰导致波形严重畸变。

图4 滋扰时波形

滋扰导致帧缺点增加,重发频繁,精确数据不能及时到达。
以是如何办理滋扰带来的困扰呢,下面就为大家先容CAN总线抗滋扰的六大办理方案。

一、增加CAN接口电气隔离

滋扰不但影响旗子暗记,更严重的会导致板子去世机或者烧毁,以是接口和电源的隔离是抗滋扰的第一步。
隔离的紧张目的是:避免地回流烧毁电路板和限定滋扰的幅度。
未隔离时,两个节点的地电位不一致,导致有回流电流,产生共模旗子暗记,CAN的抗共模滋扰能力是-12~7V,超过这个差值则涌现缺点,如果共模差超过±36V,烧毁收发器或者电路板。

传统用户都采取分立器件自己搭建隔离电路的办法,如今大家更青睐利用隔离收发器做防护隔离。
如图所示的CTM系列隔离收发器的总线隔离技能,与传统分立器件方案比较,产品具备更高的集成度与可靠性,能够有效提升总线通信防护等级,极大程度降落用户的采购与生产本钱,大幅缩短开拓周期。
增加CTM隔离模块后,如图5所示。
隔绝了地回流,限定了滋扰幅度。

图5 CAN接口电气隔离

二、共收发器的旗子暗记地

共CAN收发器的旗子暗记地,并且CAN利用三线制旗子暗记传输。
可以有效抑制共模滋扰。
把稳图6中屏蔽层为近间隔外壳等电势的情形下的接线方法。

图6 CAN旗子暗记共地

三、CAN线担保屏蔽效果与精确接地

带屏蔽层的CAN线,可以良好地抵御电场的滋扰,即是全体屏蔽层是一个等势体,避免CAN导线受到滋扰。
如图所示,为一个标准的屏蔽双绞线,CANH和CANL通过铝箔和无氧铜丝屏蔽网包裹。
须要把稳的是和与接插件的连接,在连接部分许可有短于25mm的电缆不用双绞。

图7 屏蔽双绞线

利用屏蔽线后,在屏蔽层没有良好接大地前,屏蔽线是不起浸染的。
以是我们要选择一种接地方式。
这里有三种外壳接地法:屏蔽层单点接地、屏蔽层分段屏蔽法、多点接地可以加快高频滋扰旗子暗记的泄放。
在CAN的运用处所,由于间隔一样平常都较远,以是大部分采取屏蔽层单点接地的原则,在干线上找一点将屏蔽层用导线直接接地,该点应是所受滋扰最小的点,同时该点位于网络中央附近。

图8 屏蔽层分段屏蔽法

四、提高CAN线双绞程度

CAN总线为了提高抗滋扰能力,采取CANH和CANL差分传输,达到效果便是碰着滋扰后,可以“同上同下”,末了CANH-CANL的差分值保持不变。
如图9所示。

图9 差分滋扰示意

CANH和CANL要紧密地绞在一起,常日双绞线只有33绞/米,而在强滋扰场合,双绞程度要到45-55绞/米才能达到较好的抗滋扰效果。
其余线缆的芯截面积要大于0.35~0.5mm²,CAN_H对CAN_L的线间电容小于75pF/m,如果采取屏蔽双绞线,CAN_H(或CAN_L)对屏蔽层的电容小于110pF/m。
可以更好地降落线缆阻抗,从而降落滋扰时抖动电压的幅度。

五、增加旗子暗记保护器

增加旗子暗记保护器,提高抗浪涌群脉冲等EMC能力。
上面的隔离只是阻挡,如果滋扰强度很高,比如达到2KV浪涌,隔离也会被毁坏。
以是要想达到更高的防护等级,必须增加防浪涌电路。
如图10所示,为ZLG致远电子高速总线标准防浪涌保护电路。

图10 旗子暗记保护电路

六、CAN转光纤传输

增加CAN转光纤转换器。
办理超强滋扰(比如远程激光与电磁脉冲发射装置)与雷击问题,光纤是一种无法被电磁滋扰的传输介质,如图11所示,为利用ZLG致远电子的CANHub-AF1S1和CANHub-AF2S2组合的光纤主干网络。

图11 光纤传输

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