CAN收發器是連接CAN控制系統與CAN總線網絡的橋梁,當選型CAN收發器時應該注意哪些參數?本文將帶大家深入的了解收發器的每項參數與其在實際應用中的意義。
1.輸入特性
對于隔離CAN收發器,輸入主要指連接CAN控制器一側的輸入特性,包含電源輸入與信號輸入。
根據控制器的CAN接口電壓可選擇3.3V或5V供電的CAN模塊,隔離CAN模塊正常輸入范圍為VCC±5%,主要考慮CAN總線電平能保持在典型值范圍內,同時也使次級的CAN芯片工作在標稱電源電壓附近。
對于單獨的CAN收發芯片,需要對芯片的VIO引腳接入與TXD信號電平相同的參考電壓,以匹配信號電平,若沒有VIO引腳,則應保持信號電平與VCC保持一致。使用CTM系列隔離收發器時需要匹配TXD的信號電平與供電電壓一致,即3.3V標準CAN控制器接口或5V標準CAN控制器接口。
2.傳輸特性
CAN收發器的傳輸特性主要為三個參數:發送延遲、接收延遲、循環延遲。選擇CAN收發器時我們認為其延遲參數越小越好,但小的傳輸延遲會帶來什么好處,是什么因素限定了CAN網絡的傳輸延遲?
圖 1 CAN收發器延遲特性
在CAN協議中,發送節點通過TXD發送數據的同時,RXD也在監測總線狀態。若RXD監位與發送位不一致,則節點檢測到一個位錯誤。若在仲裁場監測到的與實際發送不符,則節點停止發送,即總線上有多個節點同時發送數據,該節點沒有獲得數據發送優先權。同樣在數據校驗和ACK響應位,均需要RXD實時獲取到總線的數據狀態。比如網絡正常通訊中,排除節點異常,為了可靠接收到ACK響應,就要保證ACK位在一定的時間內傳輸到控制器的RXD寄存器中,否則發送節點將檢測到一個應答錯誤。在1Mbps下設定采樣位置為70%。則從TXD發送,到RXD接收到ACK位,控制器會在ACK位時間起始的70%時間點采樣,即整個CAN網絡的循環延遲要小于700ns。在隔離CAN網絡中,這個參數主要由隔離器延遲,CAN驅動器延遲,線纜長度決定。因此小的延遲時間有助于ACK位的可靠采樣, 增長總線長度。如圖 2為使用CTM1051KAT收發器兩個節點通訊的ACK響應。收發器固有的典型延遲時間約為120ns。
圖 2 CAN網絡ACK響應
3.總線電平
在ISO11898-2規定的高速CAN網絡中,通常我們關心差分信號的幅值,這是總線數據傳輸的關鍵。目前有少數支持3.3V供電的CAN收發芯片,可直接應用于3.3V的控制系統中。由于CAN收發器的結構特性,CANH、CANL電平與電源相關,雖然5V與3.3V工作電壓的CAN收發器輸出差分電平典型值相同,但3.3V收發器CANH、CANL相對于參考GND的幅值偏低,為2V左右,如TI的TCAN334。使用這兩種不同收發器組網,使用一般雙絞線或屏蔽雙絞線單點接地則完全可正常工作。若使用雙層屏蔽雙絞線,由于CANH、CANL、GND均為信號連接,則會因為兩種收發器的總線電壓對地幅值不同會造成通信異常。因此實際使用要避免其GND直接連接。
圖 3 收發器總線電平
4.顯性超時