CAN總線最遠(yuǎn)兩端一般會各加一個120歐姆的終端電阻,當(dāng)少一個或者不加的時候,會發(fā)生信號反射,引起電平變化,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤,所以為了使終點阻抗保持連續(xù),終端電阻一個都不能少。
電信號在電纜中的傳播與光相似,光從空氣射入水中會發(fā)生光的反射和折射,電信號在阻抗不連續(xù)或者發(fā)生突變時,會發(fā)生電信號的反射。反射過程比較復(fù)雜,甚至可能發(fā)生多次反射,反射的信號可能會混淆在正常信號上,引起電平變化,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤。
下面這個圖是前幾天一個客戶發(fā)來的測試圖,客戶反應(yīng)他們的CAN網(wǎng)絡(luò)最近出現(xiàn)信號傳輸不穩(wěn)定的狀況,沒找出問題所在,我們一起看一下。
圖1 阻抗不匹配
通過波形圖來看,CAN差分信號振蕩非常明顯,診斷是他們系統(tǒng)的終端電阻丟失了,客戶最后排查發(fā)現(xiàn)有一端的終端電阻虛接,導(dǎo)致阻抗不匹配,所以大家現(xiàn)場安裝的時候務(wù)必記住終端電阻一個都不能少。
終端電阻的作用:
1. 加快放電,使總線快速進入隱性狀態(tài),提高抗干擾能力;2. 消除阻抗不連續(xù)和不匹配,提高信號質(zhì)量。
終端電阻與總線不匹配的災(zāi)難現(xiàn)場
了解了終端電阻的作用,那對CAN總線有什么實際影響呢?
終端電阻過小造成信號幅值偏小,信號在采樣時無法辨別高低電平,導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂,有時可以通訊,但極不穩(wěn)定,如圖2。
圖2終端電阻過大造成信號幅值偏大,驅(qū)動力過大,信號出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,信號下降沿過緩,下降沿時間過長,嚴(yán)重的情況直接導(dǎo)致總線錯誤,如圖3。
圖3
在現(xiàn)場遇到以上情況,通過CANScope加上StressZ擴展板并聯(lián)在被測總線上,首先進行模擬電阻測試,找到與總線阻抗匹配的阻值,然后加在總線末端,信號正常,如圖4。
圖4
所以最后再次提醒大家CAN總線末端保證終端電阻一個都不能少的同時再檢測一下系統(tǒng)的波形,是不是也存在阻抗不匹配的情況了呢,根據(jù)實際情況合理調(diào)整終端阻值。
那么如何高效的調(diào)整終端阻值呢?
致遠(yuǎn)電子的CANScope分析儀搭配StressZ 板,可以在物理層上進行終端電阻匹配、CAN總線短路、斷路以及模擬總線長度等多種測試。
圖8 CANStress配置界面
RHL 阻值設(shè)置完成后,單擊開啟紅色鍵或者進入菜單點擊“模擬干擾”下面的開啟。之后返回 CAN 示波器,可通過查看 CAN 總線電平信號狀態(tài),判斷終端阻值是否匹配。
圖9 CAN波形界面
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