CANL對地短路了為什么還能通訊？

　　CAN一致性測試中，有一項測試叫“CANL對地短路測試”，但是我們測試的時(shí)候發(fā)現被測設備有時(shí)候在對地短路時(shí)也能正常通訊，這是什么回事呢?

　　我們都知道CAN總線(xiàn)采用差分傳輸，這樣可以極大的避免信號的反射和干擾，從而抑制共模干擾，也是CAN容錯性能好的原因之一，CAN的波特率最大可以到1Mbps。根據波特率的大小我們把CAN總線(xiàn)分為單線(xiàn)CAN、低速CAN、高速CAN。

　　表 1 CAN 總線(xiàn)類(lèi)型

　　CAN 的通訊質(zhì)量也跟其傳輸距離有關(guān)，如圖1，做CAN的工程師都知道CAN總線(xiàn)上任意兩個(gè)節點(diǎn)的最大傳輸距離與其波特率有關(guān)，CAN 的波特率越大，傳輸距離就越短，因為傳輸線(xiàn)纜本身可以看成一個(gè)阻容結構的器件，線(xiàn)纜越長(cháng)，寄生電容跟電阻就越大。

　　圖 1 CAN波特率跟傳輸距離的關(guān)系

　　既然線(xiàn)纜都會(huì )有寄生電容，那寄生電容對CAN總線(xiàn)的影響是怎么樣的呢?我們用CANScope模擬給總線(xiàn)上加不同的電容，通過(guò)眼圖來(lái)看看會(huì )發(fā)生什么，如圖2，可以看到隨著(zhù)電容的增大，顯性位跟隱性位的下降沿變得越來(lái)越緩。

　　圖 2 線(xiàn)纜不同電容對波形的影響

　　當總線(xiàn)上CANL對地短路后，那么CAN傳輸就只有CANH這條線(xiàn)維持了，這種情況下CAN總線(xiàn)就類(lèi)似于單線(xiàn)CAN，差分傳輸的優(yōu)勢就蕩然無(wú)存，那么我們就看看在高速CAN下，CANL短路會(huì )出現什么情況。

　　我們選擇波特率500kbps的通信速率，用ZLG的CANScope發(fā)送CAN報文，CAN卡接收報文。

　　先調整Stressz的設置，模擬總線(xiàn)長(cháng)度為10m，終端電阻為120歐姆，Stressz的設置如圖3所示：

　　圖 3 模擬線(xiàn)纜長(cháng)度為10m

　　打開(kāi)CANScope報文接收，可以正常接收報文，將CANL線(xiàn)短接到GND后，從示波器上看CANL電壓為0V，但是報文正常接收，如圖4：從示波器上差分電壓還能夠進(jìn)行清晰的辨識。

　　圖 4 CANL短路通訊正常

　　但是實(shí)際應用現場(chǎng)，CAN總線(xiàn)的傳輸距離比較長(cháng)，當我們模擬總線(xiàn)長(cháng)度為120m時(shí)，我們再看看通訊質(zhì)量，先把Stressz設置為線(xiàn)纜長(cháng)度為120m。如圖5：

　　圖 5 模擬120m線(xiàn)纜長(cháng)度

　　打開(kāi)CANScope報文接收，如圖6所示，未短路時(shí)可以正常接收報文，將CANL線(xiàn)短接到GND后，從示波器上看CANL電壓為0V，報文出現大量的錯誤。

　　圖 6 CANL短路出現錯誤

　　為什么在線(xiàn)纜長(cháng)度變長(cháng)后CANL對地短路后會(huì )出現錯誤呢? 問(wèn)題就在于線(xiàn)纜長(cháng)度變長(cháng)后帶來(lái)的寄生電容變大使總線(xiàn)電平的下降沿變得很緩，本來(lái)就脆弱的差分傳輸信號，在CANL掛掉后，CANH單線(xiàn)傳輸無(wú)法承擔傳輸的重任，所以就出現了報文錯誤。如圖7：我們對總線(xiàn)做邊沿統計，可以看到下降沿最大達到638ns。根據GMW3122的標準，高速CAN 的邊沿區間為30~350ns。

　　所以在高速CAN的CANL對地短路后，由于差分傳輸優(yōu)勢沒(méi)有了，在大的下降沿影響下，導致接收節點(diǎn)無(wú)法正常接收報文。而CANL沒(méi)有短路時(shí)，CAN總線(xiàn)依然可以利用差分傳輸的優(yōu)勢，讓節點(diǎn)正常收到正確的報文。

　　圖 7 邊沿統計