技术小课堂 | CAN总线应用常见问题(2)
CAN总线作为一种常用的通信协议，在汽车、工业自动化等领域得到广泛应用。然而，由于各种原因，CAN总线在使用过程中可能会出现各种故障，本文思瑞浦将继续讲解CAN总线应用过程中的常见问题和解决办法。
低波特率通信正常，高波特率无法通信
控制器配置低波特率通信正常而提高通信速率后无法通信的问题，主要是由于终端电阻未匹配导致的。CAN收发器芯片内部的CAN线CANH、CANL引脚是开漏结构，如下图1，总线上的寄生电容在显性状态时会被充电，而从显性状态切换到隐性状态的时候，总线上的电容要放电。如果CANH、CANL之间没有匹配电阻或者匹配的终端电阻太大，就会导致电容上的电荷放电速度过慢，从而在下降沿出现边沿下降过缓的现象，如图2，进而导致控制无法采到正确的电平，引发通信问题。
图1、CAN收发器芯片内部CANH、CANL结构
图2、显性状态切换到隐性状态边沿缓慢
解决方法
匹配适当的终端电阻；
推荐使用思瑞浦的TPT1462，支持主动隐性，在TXD拉高时显性状态可快速切换至隐性状态，保证通信正常。
总线电容过大导致的通讯异常
CAN收发器为了实现CAN的仲裁与错误处理，采用单向驱动结构，即CAN波形的上升沿有驱动，而下降沿是通过整条总线与终端电阻放电产生的，所以终端电阻的第一作用是放电。CAN节点及CAN线束的电容会影响整个网络的电容，电容越大，下降边沿越缓，导致接收节点发生位采样错误，从而产生错误帧。
解决方法
检查CAN总线上是否有外加电容、是否有保护器件（TVS等）的寄生电容过大等问题，适当去除，以降低电容，建议将单个CAN节点电容控制在 40pF~100pF范围内；
降低工作波特率，波特率降低可以延长位时间，减小电容的影响，但若电容过大，则不一定有效；
推荐使用支持CAN SIC的TPT1462，主动隐性功能可保证信号的有效脉宽。
CAN总线波形出现明显的共模震荡
共模振荡通常是由于传输线缆和PCB布局走线会耦合感性负载，而信号在感性负载下传输会出现信号共模抖动，可修改终端电阻中点的对地split电容调整信号质量，调整范围1nF~100nF，推荐值4.7nF。
另外，TPT1044、TPT1057和TPT1462都是思瑞浦基于自主设计对称性调节模块专利技术的车规级CAN收发器芯片，可有效调节总线共模，确保差分输出的对称性，即使不增加Split电容，也可以达到传统CAN收发器增加Split后的效果。
图3、调整split电容或更换TPT1044、TPT1057、TPT1462可有效改善信号质量
图4、无split电容时共模抖动
图5、有split电容下共模无抖动
图6、TPT1044不增加Split电容下共模无抖动
总线干扰过大问题
CAN总线虽然有强大的抗干扰和纠错重发机制，但目前CAN被大量应用于新能源汽车、轨道交通、医疗、煤矿、电机驱动等行业，而这些场合的电磁环境比较复杂，所以如何抗干扰是工程师最为关心的话题。
为此可采用提高CAN双绞程度、加单双屏蔽层、使用CAN隔离模块、弱电远离强电、优化布线等方式以提高CAN通信抗干扰能力。同样在采用不合理的组网方式时，也可能会导致信号反射严重引起信号振铃，在总线产生振铃时，其总线差模信号会反复在显性电平和隐性电平阈值振荡，导致RXD产生误翻转，从而使接收数据受到干扰。
思瑞浦推出基于其自主创新设计振铃抑制电路专利的车规级CAN SIC（信号改善功能，Signal Improvement Capability）TPT1462Q芯片，可有效抑制总线振铃，允许工程师在多节点、复杂拓扑情况下有效减少总线中的信号反射，降低振铃现象发生的概率，同时TPT1462Q具有国际领先的抗干扰能力，即使在极其恶劣的电磁环境中，仍能维持CAN正常通信，为汽车安全通讯奠定坚实的基础。
图7、常规CAN总线振铃干扰波形
图8、CAN SIC振铃抑制对比波形
总线错误状态和分析
按照CAN协议的规定，CAN总线上的节点始终处于以下三种状态之一：
主动错误状态；
被动错误状态；
总线关闭状态；
这些状态依靠发送错误计数和接收错误计数来管理，错误类型包括位错误、ACK错误、填充错误、CRC错误、格式错误，根据计数值决定进入何种状态。错误状态和计数值的关系如下图所示。
图9、单元的错误状态
节点处于主动错误状态下检测到非法帧格式会主动输出错误帧，错误帧由6个显性位和8个隐性位组成；利用该特性可以使用示波器捕捉错误帧波形，分析错误类型和原因。
例如CAN的仲裁域波特率为500kbps时，以CANH触发为例。选择触发方式为脉宽触发，触发脉宽选择>11μs（保证大于5个连续显性位），触发电平>2.5V，即可抓取错误帧波形。
图10、错误帧波形
更多系列内容，欢迎点击下方链接查看：
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由Vicky转载自思瑞浦3PEAK公众号，原文标题为:技术小课堂 | CAN总线应用常见问题(2)，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
技术小课堂 | CAN总线应用常见问题(1)
思瑞浦的CAN收发器产品已被广泛应用于众多的领域，公司也收集到了很多来自客户实际应用中比较常见的一些应用相关疑问，本文将介绍常见的CAN总线应用问题，并提供相应的解决方法，以帮助您更好地理解和解决这些问题。
【技术】带休眠国产CAN收发器SIT1043Q网络故障诊断原理及应用
芯力特电子开发的第三代国产SIT1043QCAN收发器在实现自身低功耗的同时，也具有网络故障诊断功能，本文一起来看看SIT1043Q网络故障诊断实现原理。
CAN SIC知多少——新一代车载网络协议你用了没？
纳芯微宣布推出基于其自研创新型振铃抑制专利的车规级CAN SIC NCA1462-Q1。NCA1462-Q1在满足ISO 11898-2:2016标准的前提下，进一步兼容CiA 601-4标准，可实现8Mbps的传输速率，比当前主流的CAN FD车载通信方案有着显著优势。
思瑞浦车载网络CAN ＆ LIN接口方案全面覆盖
聚焦高性能模拟芯片和嵌入式处理器的半导体供应商思瑞浦3PEAK，作为国内模拟接口芯片的领行者，可提供全系列一站式车载网络CAN收发器、LIN收发器、系统基础芯片（System Basis Chip, SBC）的解决方案，性能卓越，已达到业界领先水平。
思瑞浦（3PEAK）接口产品选型表
RS-485：支持 3V/5V 、半双工、有极性和无极性的 RS-485/-422收发器，最高速速率20M，支持1.8V IO,省去电平转换电路，形成单芯片解决方案。RS-232：单电源供电的 RS-232通信接口芯片,低功耗、高数据速率、外围电路简单。CAN：±30V共模电压，8K ESD CAN收发器。电平转换：I2C电平转换，热插拔缓冲器及IO扩展芯片。MLVDS：4路LVDS接收器，传输速率最高可达400Mbps。
|
产品型号
|
品类
|
Status
|
Rating
|
Package
|
Channel
|
Switch Config
|
VDD(V)
|
VEE(V)
|
BW(MHz)
|
IQ(Typ.)(1 Channel)(μA)
|
Ron(Ω)
|
Leakage Current(nA)
|
VIH(Min)(V)
|
VIL(Max)(V)
|
tON(ns)
|
tOFF(ns)
|
Latch up(mA)
|
|
TPW4051-SR-V
|
高压模拟开关
|
Production
|
Industrial
|
SOP16
|
1
|
8:1
|
3~12
|
-6~0
|
200
|
8
|
120
|
100
|
2
|
0.8
|
60
|
50
|
150
|
选型表 - 思瑞浦 立即选型
格励微新推具有“显性”超时功能CAN收发器GLt3150、GLb3150，符合ISO 11898标准
GLW格励微推出了具有显性超时功能的CAN收发器GLt3150和二合一隔离型CAN收发器GLb3150，它们能在“显性”电平超过最大允许时间后自动禁用发送器，输出“隐性”电平，避免总线被单一故障节点控制，从而提高工业、电力、通信和楼宇自动化等领域控制总线的可靠性。
【应用】国产车规级CAN收发器芯片SIT1042QT用于新能源汽车油泵，传输速率最高可达5Mbps
随着我国近年来新能源汽车产业的快速发展，本土新能源车企已经从靠当初的政策扶持转变为依托产品创新来提高市场竞争力。本文在此主要介绍国产车规级CAN收发器芯片SIT1042QT在本土新能源汽车品牌油泵上的应用。
数明半导体精进车载芯片技术，赋能新能源汽车时代！
在新能源汽车产业的变革浪潮中，数明半导体凭借其深厚且持续的技术积累和对市场趋势的精准把握，稳步前行于车载半导体领域。迄今为止，数明半导体车规芯片累计销售量已超过3000万颗。数明半导体的车规芯片产品线丰富多样，紧密贴合新能源汽车行业的发展趋势和市场需求。公司根据市场发展阶段和客户需求，精心规划了电动化和智能化两大阶段的产品布局。
【选型】思瑞浦车规CAN收发器TPT1042VQ-SO1R-S用于车载手机无线充电项目，支持高达5Mbps传输速率
某客户车载手机无线充电项目在寻找车规CAN芯片，需要国产化品牌，支持CAN FD高速率传输，推荐3PEAK车规CAN收发器TPT1042VQ-SO1R-S，支持CAN FD，最高传输速率可达5Mbps，满足汽车上的高速率传输要求。
【选型】国产CAN收发器XL1050可替代NXP的TJA1050T，性能参数基本一致
XL1050是信路达一款CAN收发器，本文将讨论信路达的XL1050替代NXP的TJA1050T的可行性。
技术小课堂 | CAN SIC收发器助力复杂CAN网络高效可靠通信（2）
本文中思瑞浦将继续为大家分享CAN SIC收发器助力复杂CAN网络高效可靠通信的设计经验，希望对各位工程师朋友有所帮助。
【IC】豪威全新车载mini SBC OKX0210集成振铃改善功能：轻松应对大型复杂CAN拓扑网络
豪威推出新款车载mini SBC OKX0210，集成高速CAN收发器和车规级CAN SIC功能。它符合国际及行业标准，有效减少信号反射和振铃现象，维持≥5Mbps通信速率，提供高可靠性CAN通信。适用于复杂网络拓扑。
用于局部联网的TPT1145Q汽车故障保护高速CAN FD收发器
描述- 本资料介绍了TPT1145Q汽车级高速CAN FD收发器，该产品符合ISO 11898-2:2016和SAE J2284-1至J2284-5物理层标准。它支持CAN FD数据速率高达5Mbps，具有短传播延迟时间和快速环路时间。TPT1145Q适用于高负载的CAN网络，提供故障保护功能，包括ESD保护和总线故障保护。此外，该产品还具备选择性唤醒功能和低功耗管理，适用于汽车和交通运输领域。
型号- TPT1145Q-DFKR-S,TPT1145Q-SO2R-S,TPT1145NQ-SO2R-S,TPT1145NQ-DFKR-S,TPT1145,TPT1145Q
技术小课堂 | CAN SIC收发器助力复杂CAN网络高效可靠通信（1）
现在的汽车通过丰富多项功能来提升其安全性、性能和舒适性。从动力总成到高级驾驶辅助系统，从车身电子控制和照明到信息娱乐和安全，大量电子控制单元（ECU）被部署到车辆上用于丰富这些功能。本文中思瑞浦来为大家介绍CAN SIC收发器助力复杂CAN网络高效可靠通信的设计经验，希望对各位工程师朋友有所帮助。
【IC】豪威车载mini SBC OKX0210填补国内空白，C＆S CAN SIC等级中国首认证！
OKX0210豪威集团推出集成高速CAN收发器和车规级CAN SIC（信号改善功能：Signal Improvement Capability）的全新车载mini SBC OKX0210，目前顺利通过德国C＆S实验室CAN SIC等级互操作兼容性认证。OKX0210是目前国内首个通过该等级下C＆S互操作兼容性认证的SBC产品。
电子商城
现货市场
服务
可定制车规级电感的电流范围0.3~17.9A，尺寸最小1x0.55x0.5mm到最大12.5x12.5x6mm，工作频率100KHz~2MHz，感值范围：0.47uH~4.7mH。符合IATF16949和AECQ-200。SPQ为5K。
提交需求>
可定制变压器电压最高4.5KV，高频30MHz；支持平面变压器、平板变压器、OBC变压器、DCDC变压器、PLC信号变压器、3D电源、电流变压器、反激变压器、直流直流变压器、车载充电器变压器、门极驱动变压器等产品定制。
最小起订量： 100000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论