采用簡(jiǎn)單電路提供可調CAN電平差分輸出信號

控制器局域網(wǎng)（CAN）串行總線(xiàn)拓撲結構可使設備和微控制器在不采用主機的情況下相互通信。它無(wú)需仲裁即可進(jìn)行傳輸，可在每個(gè)設備節點(diǎn)上放置一個(gè)控制器和一個(gè)主處理器，省去了設備與主機互連時(shí)必需的復雜線(xiàn)纜。

通過(guò)使用CANH和CANL線(xiàn)纜上的信號，CAN總線(xiàn)有被動(dòng)和主動(dòng)兩種狀態(tài)。差分電壓大于0.9V時(shí)，總線(xiàn)為主動(dòng)狀態(tài)，小于0.5V時(shí)則為被動(dòng)狀態(tài)。CAN收發(fā)器（如ADM3051）可將CAN控制器連接至物理層總線(xiàn)。

圖1.CAN總線(xiàn)信號和狀態(tài)

CAN收發(fā)器可以通過(guò)平臺上的自動(dòng)測試設備（ATE）或直流信號進(jìn)行表征。圖2所示的電路采用函數發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號為收發(fā)器提供可調CAN信號。為實(shí)現寬帶寬和低失真，選用了AD8138高速差分放大器。維持峰-峰電平時(shí)，輸出端的直流電平轉換器使輸出信號的差分電平能夠得到調整。幅度和頻率通過(guò)信號發(fā)生器調整。

該電路采用5V單電源供電，配置為單位增益單端轉差分放大器，共模設置為中間電壓值。R1、R2和R3組成了直流偏置電路，可將輸出信號調節至CAN電平。通過(guò)將R4和R5保持在相對于R2的較小值，電位計可輕松調整兩個(gè)輸出信號之間的差值，不會(huì )顯著(zhù)影響其各自的幅度，能夠向DUT提供具有可變共模電平的CAN信號。由于R1和R3相等，輸出端的交流共模也不會(huì )在調整R2時(shí)受到影響。R4、R5和R2共同組成了AD8138放大器輸出端分壓器的一部分。R4和R5盡可能選用最小值，以便最大程度地減小輸出衰減，以及最大程度的降低每個(gè)輸出端的峰-峰電平在調節R2時(shí)受到的影響。若R2短接，R4和R5也能提供最小負載，以保護放大器輸出。電容C1和C2可以將直流偏置和放大器的共模輸出相隔離。這些電容還與電阻偏置網(wǎng)絡(luò )一同構成了高通濾波器，其截止頻率為：

其中C=C1=C2,RL為負載或DUT輸入阻抗，通常為20kΩ至30kΩ。

為了避免方波輸出信號失真，應選用盡可能大的C1和C2使輸入信號頻率達到10倍的最差截止頻率，其中R2||RL為最小值。例如，假設不存在輸出（DUT）負載效應，為使VCANH和VCANL信號達到圖3（a）所示的電平，R2必須達到700Ω的最小值。0.1μF或1μF的耦合電容可處理1MHz的信號。圖3（b）顯示了R2調整差分輸出電平的過(guò)程。

將這些輸出信號用做收發(fā)器的VCANH和VCANL輸入后，可以通過(guò)測量平臺表征接收器參數，如所需頻率下的傳播延遲、上升時(shí)間和閾值。