CAN總線要如何匹配終端電阻?

　　終端電阻的含義

　　終端電阻，是一種電子信息在傳輸過程中遇到的阻礙。高頻信號(hào)傳輸時(shí)，信號(hào)波長相對(duì)傳輸線較短，信號(hào)在傳輸線終端會(huì)形成反射波，干擾原信號(hào)，所以需要在傳輸線末端加終端電阻，使信號(hào)到達(dá)傳輸線末端后不反射。對(duì)于低頻信號(hào)則不用。在長線信號(hào)傳輸時(shí)，一般為了避免信號(hào)的反射和回波，也需要在接收端接入終端匹配電阻。

　　其終端匹配電阻值取決于電纜的阻抗特性，與電纜的長度無關(guān)。RS-485/RS-422 一般采用雙絞線（屏蔽或非屏蔽）連接，終端電阻一般介于100至140Ω之間，典型值為120Ω。在實(shí)際配置時(shí)，在電纜的兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)上，即最近端和最遠(yuǎn)端，各接入一個(gè)終端電阻，而處于中間部分的節(jié)點(diǎn)則不能接入終端電阻，否則將導(dǎo)致通訊出錯(cuò)。

　　CAN終端電阻的作用原理

　　CAN總線終端電阻的作用有兩個(gè)：

　　一、提高抗干擾能力，確?？偩€快速進(jìn)入隱性狀態(tài)。

　　二、提高信號(hào)質(zhì)量。

　　提高抗干擾能力

　　CAN總線有“顯性”和“隱性”兩種狀態(tài)，“顯性”代表“0”，“隱性”代表“1”，由CAN決定。圖1是一個(gè)CAN收發(fā)器的典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，CANH、CANL連接總線。

　　圖1

　　總線顯性時(shí)，收發(fā)器內(nèi)部Q1、Q2導(dǎo)通，CANH、CANL之間壓差；隱性時(shí)，Q1、Q2截止，CANH、CANL處于無源狀態(tài)，壓差為0。

　　總線若無負(fù)載，隱性時(shí)電阻阻值很大，外部的干擾只需要極小的能量即可令總線進(jìn)入顯性（一般的收發(fā)器顯性門限最小電壓僅500mV）。為提升總線隱性時(shí)的抗干擾能力，可以增加一個(gè)差分負(fù)載電阻，且阻值盡可能小，以杜絕大部分能量的影響。然而，為了避免需要過大的總線才能進(jìn)入顯性，阻值也不能過小。

　　確保快速進(jìn)入隱性狀態(tài)

　　在顯性狀態(tài)期間，總線的寄生電容會(huì)被，而在恢復(fù)到隱性狀態(tài)時(shí)，這些電容需要放電。如果CANH、CANL之間沒有放置任何阻性負(fù)載，電容只能通過收發(fā)器內(nèi)部的差分電阻放電。我們?cè)谑瞻l(fā)器的CANH、CANL之間加入一個(gè)220PF的電容進(jìn)行模擬試驗(yàn)，位速率為500kbit/s，波形如圖2、圖3。

　　圖2

　　圖3

　　從圖3看出，顯性恢復(fù)到隱性的時(shí)間長達(dá)1.44μS，在點(diǎn)較高的情況下勉強(qiáng)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(jìn)入隱性狀態(tài)，需要在CANH、CANL之間放置一個(gè)負(fù)載電阻。增加一個(gè)60Ω的電阻后，波形如圖4、圖5。從圖中看出，顯性恢復(fù)到隱性的時(shí)間縮減到128nS，與顯性建立時(shí)間相當(dāng)。

　　圖4

　　圖5