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    滿足 CAN 收發(fā)器的抗擾度要求

    發(fā)布時間:2023-03-18 責任編輯:lina

    【導(dǎo)讀】電動機、開關(guān)轉(zhuǎn)換器、大電流驅(qū)動級和振蕩器屬于噪聲注入器類型,可以在電源線上引入紋波。導(dǎo)航和互聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)等通信模塊以及外部干擾也會增加噪聲,這些噪聲可以傳導(dǎo)或耦合到敏感的電子設(shè)備上,并有可能破壞它們的行為。在此背景下,CAN收發(fā)器仍有望成功交換數(shù)據(jù);為此,它們必須具有很強的抗噪能力。


    三十多年來,控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 收發(fā)器作為通信主干一直存在于汽車中。在此期間,電子芯片的數(shù)量以及收發(fā)器的整體復(fù)雜性穩(wěn)步增加。因此,多個電子子系統(tǒng)必須近距離共存,并在惡劣條件下完美運行。這對組件可以產(chǎn)生的噪聲量(發(fā)射)以及它必須承受的噪聲量(抗擾度)施加了限制。在本文中,我將重點介紹收發(fā)器在成功部署到車輛中之前必須通過的一項抗擾度測試。

    當前系統(tǒng)

    電動機、開關(guān)轉(zhuǎn)換器、大電流驅(qū)動級和振蕩器屬于噪聲注入器類型,可以在電源線上引入紋波。導(dǎo)航和互聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)等通信模塊以及外部干擾也會增加噪聲,這些噪聲可以傳導(dǎo)或耦合到敏感的電子設(shè)備上,并有可能破壞它們的行為。在此背景下,CAN收發(fā)器仍有望成功交換數(shù)據(jù);為此,它們必須具有很強的抗噪能力。

    IEC 62132-4

    國際電工委員會 (IEC) 62132-4 標準的創(chuàng)建是為了協(xié)調(diào)不同設(shè)備制造商的要求。它涵蓋了對從 1MHz 到 1GHz 以及高達 39dBm (8W) 功率的直接注入噪聲的抗擾度測量。該設(shè)置的框圖如圖 1 所示。


    圖1
    滿足 CAN 收發(fā)器的抗擾度要求


    簡化的抗擾度測試設(shè)置。

    CAN 收發(fā)器(被測設(shè)備)設(shè)置有 5V、250kHz、50% 占空比方波數(shù)據(jù)信號發(fā)送到其輸入端。收發(fā)器的內(nèi)部電路將該信號的延遲版本鏡像回芯片的接收輸出。然后,耦合網(wǎng)絡(luò)將共模噪聲注入到設(shè)置中,并根據(jù)表 1 中列出的通過/失敗標準評估接收器輸出。在每個頻率下,功率電平增加到測試功率 (39dBm),以查看是否收發(fā)器可以毫無問題地通信。如圖 2 所示,這些逐漸增加的頻率在整個頻段重復(fù)到 1GHz。如果收發(fā)器具有待機模式,則需要進行第二次測試,將其配置為待機狀態(tài),接收器輸出處于靜態(tài)高電平。


    表格1
    滿足 CAN 收發(fā)器的抗擾度要求


    通過-失敗標準。


    圖 2
    滿足 CAN 收發(fā)器的抗擾度要求


    IEC 62132-4 規(guī)范限制。

    圖 2 中的紅線定義了收發(fā)器必須承受的噪聲功率。該測試在使用和不使用外部共模扼流圈 (CMC) 的情況下執(zhí)行,CMC 可用于抑制共模噪聲。使用 CMC 時,需要通過的峰值功率電平為 39dBm(否則為 36dBm)。請注意,3dBm 對應(yīng)于 2x 功率電平增量。

    由于 CAN 是一種差分協(xié)議,確保良好性能的一種方法是確保兩個 CAN 引腳信號路徑中的所有內(nèi)容都匹配且平衡。這限度地提高了電路的共模抑制并減少了到差分信號的雜散轉(zhuǎn)換。在峰值功率下,擺幅可達 ±65V。在 >100MHz 時,這些信號可以很容易地耦合到相鄰的信號走線上并造成嚴重破壞,除非它們被設(shè)計為能夠承受這種壓力。過濾和屏蔽敏感信號可以確保這種情況不會發(fā)生。


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