解讀CANDT測試項“總線(xiàn)輸入電壓限值測試”

為了保證CAN總線(xiàn)物理層的一致性，CANDT系統參考ISO11898-2標準及主流車(chē)企標準對CAN節點(diǎn)相關(guān)的參數進(jìn)行測量，本文主要對CANDT的測試項—總線(xiàn)輸入電壓限值測試進(jìn)行解讀。

一、 主要參考來(lái)源

總線(xiàn)輸入電壓限值測試項的評估包括隱性輸入電壓限值和顯性輸入電壓限值測試，其參考ISO11898-2標準的原理如下：

1、 CAN節點(diǎn)隱性輸入電壓限值

一個(gè)CAN節點(diǎn)集成電路協(xié)議設置為總線(xiàn)空閑時(shí)，可檢測到的隱性位輸入限值應通過(guò)圖 1的電路測量。其中I的值是指可以產(chǎn)生使節點(diǎn)在隱性狀態(tài)下檢測到隱性位的最大差分輸入電壓的電流值。電壓源U的電壓為：

V=V_{CAN_H}在隱性狀態(tài)下最小的共模電壓

或V＝V_{CAN_H}在隱性狀態(tài)下最大的共模電壓最大值—Vdiff在隱性狀態(tài)下的最大值

圖1  ISO11898-2隱性輸入電壓限值原理

2、 CAN節點(diǎn)顯性輸入電壓限值

一個(gè)CAN節點(diǎn)檢測到顯性位輸入限值的測量方法見(jiàn)圖2，此節點(diǎn)應該循環(huán)發(fā)送數據。其中I的值是指可以產(chǎn)生使節點(diǎn)在隱性狀態(tài)下檢測到顯性位的最小差分輸入電壓的電流值。電壓源U的電壓為：

V=V_{CAN_L}在顯性狀態(tài)下最小的共模電壓

或V＝V_{CAN_L}在顯性狀態(tài)下最大的共模電壓最大值—Vdiff在顯性狀態(tài)下的最大值

圖2  ISO11898-2顯性輸入電壓限值原理

二、 CANDT測試原理

CAN總線(xiàn)輸入電壓限值即DUT接收報文過(guò)程中能正常識別的差分電壓范圍，按照ISO11898-2的定義，隱性電平上限值為0.5V，當總線(xiàn)出現等于0.5V的差分電平時(shí)，DUT應能正確識別為隱性狀態(tài)而正常發(fā)送報文；顯性電平的下限值為0.9V，當總線(xiàn)出現等于0.9V的差分電平時(shí)，DUT應能正確識別為顯性電平狀態(tài)而停止發(fā)送報文。即使總線(xiàn)存在一定范圍內的共模干擾，也能正確進(jìn)行以上識別。CANDT測試原理框圖如圖3、圖4所示，其中框圖中的U1是DUT供電電壓、U2是共模電壓、U3是差分電平。

圖3  CANDT設備隱性輸入電壓限值測試原理框圖

圖4  CANDT設備顯性輸入電壓限值測試原理框圖

注：ISO11898-2標準中，要求增大差分電壓值的是電流源，由于電流源本身的輸出電容較大，系統響應較慢，不適合來(lái)模擬電流源，這里使用電壓源串聯(lián)電阻的方式來(lái)等效電流源。

三、 CANDT測試流程

1、 隱性輸入電壓限值測試

① 如測試原理框圖圖3連接狀態(tài)，DUT和CANDT需正常通信；

② 斷開(kāi)電壓源U3，調節電壓源U2，逐步將共模電壓調到6.5V或-2V，在此期間DUT應能正常發(fā)送報文；

③ 調節電壓源U3，逐步將差分電平調到隱性電平上限值0.5V，判斷DUT是否能夠正常發(fā)送報文，若能，則表示測試通過(guò)；

2、 顯性輸出電壓限值測試

① 如測試原理框圖圖4連接狀態(tài)，DUT和CANDT需正常通信；

② 斷開(kāi)電壓源U3，調節電壓源U2，逐步將共模電壓調到6.5V或-2V，在此期間DUT應能正常發(fā)送報文；

③ 調節電壓源U3，逐步將差分電平從隱性電平上限值0.5V調到顯性電平下限值0.9V，判斷DUT是否停止發(fā)送報文，若停止，則表示測試通過(guò)；

四、 CANDT測試結果

根據測試流程，CANDT軟件的測試結果如圖5所示：

圖5  總線(xiàn)輸入電壓限值測量結果

五、 波形細節查看

這里以隱性輸入電壓上限值測試為例。隱性輸入電壓上限值測試，即當電壓源U2在CANH上加入6.5V的共模電壓，且電壓源U3的電壓調節到0.5V時(shí)，DUT應仍能正確識別為隱性狀態(tài)而正常發(fā)送報文，其結果對應的報文視圖如圖6所示：

圖6  隱性輸入電壓上限值測試對應的波形視圖

其加入6.5V共模電壓及差分電平為0.5V后的波形細節如圖7所示，當總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)時(shí)，CANH和CANL的電壓由正常被拉高到共模電壓附近，當總線(xiàn)處于驅動(dòng)狀態(tài)時(shí)，CANH和CANL的電壓近似顯、隱性狀態(tài)時(shí)的正常電壓，在驅動(dòng)狀態(tài)過(guò)程中，電平轉換時(shí)由于一直受到共模電壓的影響，隱性電平或顯性電平會(huì )有些坡度。

圖7  共模電壓6.5V，隱性電平0.5V

總結：

總線(xiàn)輸入電壓限值測試的目的是，在共模干擾下，DUT能正確識別到限值的總線(xiàn)輸入電壓，驗證該參數是否符合參考標準。當然，為了保證CAN總線(xiàn)物理層的一致性，我們還需要測量其它的參數，后繼會(huì )陸續地為大家介紹CANDT的其它測試項。