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利用CAN收發(fā)器SN65HVD1050提高CAN網(wǎng)絡(luò )的安全性

作者： 時(shí)間：2012-12-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
CAN收發(fā)器必須在非常惡劣的工作環(huán)境下保證數據傳輸的可靠性，這對器件的電子性能提出了很高的要求。收發(fā)器通常是昂貴的節點(diǎn)器件與CAN總線(xiàn)之間唯一的接口，因此德州儀器(TI)公司的CAN收發(fā)器SN65HVD1050所具有的許多工作安全特性對CAN應用而言特別重要，例如，抗電磁(EM)干擾、低 EM 輻射、噪聲抑制、靜電(ESD)保護、故障容限，以及在熱插拔過(guò)程或電源周期中的保護特性。

抗電磁干擾和低電磁輻射

隨著(zhù)電磁頻譜的使用率越來(lái)越高，各種器件發(fā)出的電磁場(chǎng)很可能對其它電子設備造成干擾。從一定程度上說(shuō)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)電子技術(shù)的發(fā)展，電磁干擾問(wèn)題將更加嚴重而普遍。

每種電子器件都有其自身獨特的電磁特性。任何電路的電感與電容都會(huì )產(chǎn)生一定離散頻率下的共模振蕩，這會(huì )增強或減弱電磁輻射。

CAN收發(fā)器HVD1050在設計與測試時(shí)特別考慮了EM的兼容性問(wèn)題，即使在EM干擾較大的環(huán)境下也不會(huì )發(fā)生故障或性能降低。這里定義的“兼容性”既指本身發(fā)出的電磁輻射較小，又指對外部電磁場(chǎng)有較強的抗干擾性。

對網(wǎng)絡(luò )應用產(chǎn)品的一個(gè)很重要的要求，是它們不會(huì )干擾其它鄰近元件或系統的工作。這就要求這些產(chǎn)品具有“低輻射”特性，通常依據系統或電子模塊對該特性的量化要求對這種特性的進(jìn)行測試。

不平衡的高頻電壓或電流切換將產(chǎn)生 EM 噪聲。對CAN收發(fā)器而言，系統級的輻射性能直接影響收發(fā)器特性。具體來(lái)說(shuō)，驅動(dòng)器在CANH與CANL上的輸出信號通常不匹配，這樣它們的電磁場(chǎng)不滿(mǎn)足幅值相等、方向相反的條件，因此無(wú)法差分抵消。這種輸出不匹配(如圖1與圖2所示)在TI數據表中以峰峰值共模輸出電壓VOC(PP)表示，它可看作是差分信令平衡性的性能表征。

共模輸出信號測量被認為可提供預測系統級輻射所需的所有信息。通過(guò)分析輸出共模信號的時(shí)間與頻率表示，就能對輻射情況進(jìn)行評估。

圖1：典型的CAN總線(xiàn)峰峰值共模輸出電壓VOC(PP)VOC(PP)波形。

高抗擾性和ESD保護

與其它差分輸入電路(如運算放大器)一樣，差分接收器的固有性能表征是共模噪聲抑制性能。差分信號對在物理上彼此靠近，因此一般都會(huì )受到相同噪聲源的影響，即每條線(xiàn)路上都有共模噪聲。這確保電磁場(chǎng)對每條線(xiàn)路的影響基本相同，雙絞線(xiàn)通過(guò)使相鄰環(huán)路的電磁場(chǎng)極性相反來(lái)消除磁場(chǎng)耦合帶來(lái)的差分影響。

在CAN應用中，各種振幅的噪聲都很容易進(jìn)入類(lèi)似天線(xiàn)的總線(xiàn)線(xiàn)路。脈沖馬達控制器、開(kāi)關(guān)電源以及熒光照明等典型的噪聲源都會(huì )耦合在總線(xiàn)線(xiàn)路上(圖3)。
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