Der CAN-Bus-Abschlusswiderstand ist, wie der Name schon sagt, der Widerstand, der am Ende des Busses hinzugefügt wird. Obwohl dieser Widerstand klein ist, spielt er eine sehr wichtige Rolle in der CAN-Bus-Kommunikation.
Die Rolle von Abschlusswiderständen
Der CAN-Bus-Abschlusswiderstand hat zwei Funktionen:
1. Verbessern Sie die Anti-Interferenz-Fähigkeit, um sicherzustellen, dass der Bus schnell in den rezessiven Zustand eintritt;
2. Verbessern Sie die Signalqualität.
Verbessern Sie die Anti-Interferenz-Fähigkeit
Der CAN-Bus hat zwei Zustände „dominant“ und „rezessiv“, „dominant“ steht für „0“, „rezessiv“ für „1“, die vom CAN-Transceiver bestimmt werden.
Wenn der Bus nicht belastet ist, ist der differentielle Widerstandswert sehr groß, wenn er rezessiv ist, und die externe Störung benötigt nur eine sehr kleine Energiemenge, um den Bus dominant zu machen (die Mindestspannung der gemeinsamen Transceiver-Dominanzschwelle beträgt nur 500 mV). Um die Entstörungsfähigkeit zu verbessern, wenn der Bus rezessiv ist, kann ein differentieller Lastwiderstand hinzugefügt werden, und der Widerstandswert ist so klein wie möglich, um den Einfluss des größten Teils der Rauschenergie zu vermeiden. Um jedoch zu vermeiden, dass zu viel Strom vom Bus dominant wird, sollte der Widerstand nicht zu klein sein.
Gewährleistung eines schnellen Eintritts in den rezessiven Zustand
Während des dominanten Zustands werden die parasitären Kapazitäten des Busses geladen, und beim Zurückkehren in den rezessiven Zustand müssen diese Kapazitäten entladen werden. Wird zwischen CANH und CANL keine ohmsche Last gelegt, kann die Kapazität nur über den Differenzwiderstand im Transceiver entladen werden.
Signalqualität verbessern
Wenn das Signal eine hohe Anstiegsgeschwindigkeit hat und die Signalflankenenergie auf eine Impedanzfehlanpassung trifft, tritt eine Signalreflexion auf; Wenn sich die Geometrie des Querschnitts des Übertragungskabels ändert, ändert sich auch der Wellenwiderstand des Kabels, was ebenfalls zu Reflexionen führt .
Am Ende des Buskabels bewirkt die schnelle Änderung der Impedanz die Energiereflexion der Signalflanke, und das Bussignal klingelt. Wenn die Klingelamplitude zu groß ist, wird die Kommunikationsqualität beeinträchtigt. Durch Hinzufügen eines Abschlusswiderstands, der mit der charakteristischen Impedanz des Kabels am Ende des Kabels übereinstimmt, kann dieser Teil der Energie absorbiert und ein Überschwingen vermieden werden.
Während des dominanten Zustands werden die parasitären Kapazitäten des Busses geladen, und beim Zurückkehren in den rezessiven Zustand müssen diese Kapazitäten entladen werden. Wird zwischen CANH und CANL keine ohmsche Last gelegt, kann die Kapazität nur über den Differenzwiderstand im Transceiver entladen werden. Wir fügen einen 220PF-Kondensator zwischen CANH und CANL des Transceivers für Simulationsexperimente hinzu, und die Bitrate beträgt 500 kbit/s
Warum 120Ω wählen?
Die charakteristische Impedanz jedes Kabels kann experimentell ermittelt werden. Ein Ende des Kabels ist mit einem Rechteckwellengenerator verbunden, das andere Ende ist mit einem einstellbaren Widerstand verbunden, und die Wellenform auf dem Widerstand wird durch ein Oszilloskop beobachtet. Passen Sie den Widerstandswert des Widerstands an, bis das Signal am Widerstand eine gute Rechteckwelle ohne Klingeln ist und der Widerstandswert zu diesem Zeitpunkt als konsistent mit der charakteristischen Impedanz des Kabels betrachtet werden kann.
Die meisten Autokabel sind Einzeladern. Nimmt man zwei typische Autokabel und verdrillt diese zu paarig verdrillt, so erhält man nach obiger Methode einen Wellenwiderstand von etwa 120Ω, was auch dem empfohlenen Abschlusswiderstandswert des CAN-Standards entspricht.
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