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小電阻之大作用——CAN終端電阻

發布時間：2019-01-21 責任編輯：lina

【導讀】CAN總線終端電阻，顧名思義就是加在總線末端的電阻。此電阻雖小，但在CAN總線通信中卻有十分重要的作用。

CAN總線終端電阻，顧名思義就是加在總線末端的電阻。此電阻雖小，但在CAN總線通信中卻有十分重要的作用。

終端電阻的作用

CAN總線終端電阻的作用有兩個：

1、提高抗幹擾能力，確保總線快速進入隱性狀態；

2、提高信號質量。

提高抗幹擾能力

CAN總線有“顯性”和“隱性”兩種狀態，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN收發器決定。圖1是一個CAN收發器的典型內部結構圖，CANH、CANL連接總線。

圖1

總線顯性時，收發器內部Q1、Q2導通，CANH、CANL之間產生壓差；隱性時，Q1、Q2截止，CANH、CANL處於無源狀態，壓差為0。

總線若無負載，隱性時差分電阻阻值很大，外部的幹擾隻需要極小的能量即可令總線進入顯性（一般的收發器顯性門限最小電壓僅500mV）。weitishengzongxianyinxingshidekangganraonengli，keyizengjiayigechafenfuzaidianzu，qiezuzhijinkenengxiao，yidujuedabufenzaoshengnengliangdeyingxiang。raner，weilebimianxuyaoguodadedianliuzongxiancainengjinruxianxing，zuzhiyebunengguoxiao。

確保快速進入隱性狀態

在顯性狀態期間，總線的寄生電容會被充電，而在恢複到隱性狀態時，這些電容需要放電。如果CANH、CANL之間沒有放置任何阻性負載，電容隻能通過收發器內部的差分電阻放電。我們在收發器的CANH、CANL之間加入一個220PF的電容進行模擬試驗，位速率為500kbit/s，波形如圖2、圖3。

圖2

圖3

從圖3看出，顯性恢複到隱性的時間長達1.44μS，在采樣點較高的情況下勉強能夠通信，若通信速率更高，或寄生電容更大，則很難保證通信正常。

為了讓總線寄生電容快速放電，確保總線快速進入隱性狀態，需要在CANH、CANL之間放置一個負載電阻。增加一個60Ω的電阻後，波形如圖4、圖5。從圖中看出，顯性恢複到隱性的時間縮減到128nS，與顯性建立時間相當。

圖4

圖5

提高信號質量

信號在較高的轉換速率情況下，信號邊沿能量遇到阻抗不匹配時，會產生信號反射；傳輸線纜橫截麵的幾何結構發生變化，線纜的特征阻抗會隨之變化，也會造成反射。

在zai總zong線xian線xian纜lan的de末mo端duan，阻zu抗kang急ji劇ju變bian化hua導dao致zhi信xin號hao邊bian沿yan能neng量liang反fan射she，總zong線xian信xin號hao上shang會hui產chan生sheng振zhen鈴ling，若ruo振zhen鈴ling幅fu度du過guo大da，就jiu會hui影ying響xiang通tong信xin質zhi量liang。在zai線xian纜lan末mo端duan增zeng加jia一yi個ge與yu線xian纜lan特te征zheng阻zu抗kang一yi致zhi的de終zhong端duan電dian阻zu，可ke以yi將jiang這zhe部bu分fen能neng量liang吸xi收shou，避bi免mian振zhen鈴ling的de產chan生sheng。

我們進行了一個模擬試驗，位速率為1Mbit/s，收發器CANH、CANL接一根10m左右的雙絞線，收發器端接120Ω電阻保證隱性轉換時間，末端不加負載。末端信號波形如圖6，信號上升沿出現了振鈴。

圖6

若雙絞線末端增加一個120Ω的電阻，末端信號波形明顯改善，振鈴消失，如圖7。

圖7

一般在直線型拓撲中，線纜兩端即是發送端，也是接收端，故線纜兩端需各加一個終端電阻。

為什麼選120Ω

任ren何he一yi根gen線xian纜lan的de特te征zheng阻zu抗kang都dou可ke以yi通tong過guo實shi驗yan的de方fang式shi得de出chu。線xian纜lan的de一yi端duan接jie方fang波bo發fa生sheng器qi，另ling一yi端duan接jie一yi個ge可ke調tiao電dian阻zu，並bing通tong過guo示shi波bo器qi觀guan察cha電dian阻zu上shang的de波bo形xing。調tiao整zheng電dian阻zu阻zu值zhi的de大da小xiao，直zhi到dao電dian阻zu上shang的de信xin號hao是shi一yi個ge良liang好hao的de無wu振zhen鈴ling的de方fang波bo，此ci時shi的de電dian阻zu值zhi可ke以yi認ren為wei與yu線xian纜lan的de特te征zheng阻zu抗kang一yi致zhi。

大部分汽車線纜都是單線的。如果你采用兩根汽車使用的典型線纜，將它們扭製成雙絞線，就可根據上述方法得到特征阻抗大約為120Ω，這也是CAN標準推薦的終端電阻阻值。

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