Pourquoi la résistance du terminal du bus CAN est-elle de 120Ω ?

La résistance des bornes du bus CAN est généralement de 120 ohms. En fait, lors de la conception, deux résistances de 60 ohms sont disposées en chaîne, et le bus comporte généralement deux nœuds de 120 Ω. En résumé, ceux qui connaissent un peu le bus CAN le savent. Tout le monde le sait.

La résistance du terminal du bus CAN a trois effets :

1. Améliorer la capacité anti-interférence, laisser le signal de haute fréquence et de basse énergie passer rapidement ;

2. Assurez-vous que le bus est rapidement entré dans un état caché, afin que l'énergie des condensateurs parasites aille plus vite ;

3. Améliorez la qualité du signal et placez-le aux deux extrémités du bus pour réduire l'énergie de réflexion.

1. Améliorer la capacité anti-interférence

Le bus CAN possède deux états : « explicite » et « masqué ». « Expressif » correspond à « 0 », « masqué » correspond à « 1 », et est déterminé par l'émetteur-récepteur CAN. La figure ci-dessous présente un schéma de structure interne typique d'un émetteur-récepteur CAN et des bus de connexion Canh et Canl.

Lorsque le bus est explicite, les Q1 et Q2 internes sont allumés, et la différence de pression entre le can et le can ; lorsque les Q1 et Q2 sont coupés, les Canh et Canl sont dans un état passif avec une différence de pression de 0.

En l'absence de charge sur le bus, la différence de résistance dans le temps caché est très importante. Le tube MOS interne présente une résistance élevée. Une faible énergie est nécessaire aux interférences externes pour permettre au bus d'entrer en mode explicite (tension minimale de la section générale de l'émetteur-récepteur : seulement 500 mV). À ce moment, en cas d'interférence différentielle, des fluctuations importantes se produiront sur le bus, sans possibilité d'absorption de ces fluctuations, ce qui créera une position explicite sur le bus.

Par conséquent, afin d'améliorer la capacité anti-interférence du bus caché, il est possible d'augmenter la résistance différentielle de charge, en la réduisant au maximum afin d'éviter l'impact de la majeure partie de l'énergie de bruit. Cependant, afin d'éviter l'entrée d'un courant excessif dans le bus caché, la résistance ne doit pas être trop faible.

2. Assurez-vous d'entrer rapidement dans l'état caché

Pendant l'état explicite, le condensateur parasite du bus se charge et doit être déchargé lorsqu'il revient à l'état caché. Si aucune charge résistive n'est placée entre CANH et Canl, la capacité ne peut être absorbée que par la résistance différentielle interne de l'émetteur-récepteur. Cette impédance est relativement importante. Compte tenu des caractéristiques du circuit de filtrage RC, le temps de décharge sera considérablement plus long. Nous avons ajouté un condensateur de 220 pF entre Canh et Canl de l'émetteur-récepteur pour le test analogique. Le débit de positionnement est de 500 kbit/s. La forme d'onde est illustrée sur la figure. La décroissance de cette forme d'onde est un état relativement long.

Afin de décharger rapidement les condensateurs parasites du bus et de garantir que le bus passe rapidement à l'état caché, une résistance de charge doit être placée entre CANH et Canl. Après avoir ajouté une résistance de 60Ω Résistance ; les formes d'onde sont présentées sur la figure. D'après cette figure, le temps de retour explicite à la récession est réduit à 128 ns, ce qui équivaut au temps d'établissement de l'explicitation.

3. Améliorer la qualité du signal

Lorsque le signal est élevé à un taux de conversion élevé, l'énergie de bord du signal génère une réflexion du signal lorsque l'impédance n'est pas adaptée ; la structure géométrique de la section transversale du câble de transmission change, les caractéristiques du câble changent alors, et la réflexion provoque également une réflexion.

Lorsque l’énergie est réfléchie, la forme d’onde qui provoque la réflexion se superpose à la forme d’onde d’origine, ce qui produira des cloches.

À l'extrémité du câble bus, les variations rapides d'impédance provoquent une réflexion de l'énergie de bord du signal, ce qui génère un effet de cloche sur le signal du bus. Un effet de cloche trop important affecte la qualité de la communication. Une résistance terminale de même impédance que les caractéristiques du câble peut être ajoutée à l'extrémité du câble, ce qui permet d'absorber cette partie de l'énergie et d'éviter l'apparition d'effets de cloche.

D'autres personnes ont effectué un test analogique (les images ont été copiées par moi), le débit de positionnement était de 1 MBIT/s, l'émetteur-récepteur Canh et Canl ont connecté environ 10 m de lignes torsadées et le transistor a été connecté au 120Ω Résistance pour garantir un temps de conversion caché. Aucune charge à la fin. La forme d'onde du signal final est illustrée sur la figure, et le front montant du signal apparaît en cloche.

Si un 120Ω une résistance est ajoutée à l'extrémité de la ligne torsadée torsadée, la forme d'onde du signal final est considérablement améliorée et la cloche disparaît.

En règle générale, dans une topologie linéaire, les deux extrémités du câble sont l'une émettrice et l'autre réceptrice. Par conséquent, une résistance terminale doit être ajoutée à chaque extrémité du câble.

Dans le processus d'application réel, le bus CAN n'est généralement pas une conception de bus idéale. Il s'agit souvent d'une structure mixte, combinant bus et étoile. Il s'agit de la structure standard du bus CAN analogique.

Pourquoi choisir 120Ω?

Qu'est-ce que l'impédance ? En électrotechnique, l'obstacle au courant dans un circuit est souvent appelé impédance. L'unité d'impédance est l'ohm, souvent utilisé par Z, qui est un pluriel : z = r + i (ωl –1/(ωc)). Plus précisément, l'impédance peut être divisée en deux parties : la résistance (parties réelles) et la résistance électrique (parties virtuelles). La résistance électrique comprend également la capacité et la résistance sensorielle. Le courant causé par les condensateurs est appelé capacité, et le courant causé par l'inductance est appelé résistance sensorielle. L'impédance désigne ici le moule de Z.

L'impédance caractéristique d'un câble peut être déterminée expérimentalement. Un générateur d'ondes carrées est placé à une extrémité du câble, tandis qu'une résistance réglable est connectée à l'autre. La forme d'onde est observée à l'oscilloscope. Ajustez la valeur de la résistance jusqu'à obtenir une onde carrée sans oscillations, garantissant ainsi l'adaptation d'impédance et l'intégrité du signal. La valeur de la résistance est alors considérée comme cohérente avec les caractéristiques du câble.

Utilisez deux câbles typiques utilisés par deux voitures pour les déformer en lignes torsadées, et l'impédance caractéristique peut être obtenue par la méthode ci-dessus d'environ 120ΩIl s'agit également de la résistance terminale recommandée par la norme CAN. Par conséquent, elle n'est pas calculée en fonction des caractéristiques réelles du faisceau de ligne. Bien entendu, la norme ISO 11898-2 contient des définitions.

Pourquoi dois-je choisir 0,25 W ?

Ce calcul doit être effectué en tenant compte de certains états de panne. Toutes les interfaces du calculateur doivent tenir compte des courts-circuits à l'alimentation et à la masse. Il faut donc également tenir compte du court-circuit à l'alimentation du bus CAN. Selon la norme, il faut tenir compte d'un court-circuit à 18 V. En supposant que CANH soit court-circuité à 18 V, le courant circulera vers CANl via la résistance de borne, et en raison de la puissance du 120Ω la résistance est de 50 mA * 50 mA * 120Ω = 0,3 W. Compte tenu de la réduction de la quantité à haute température, la puissance de la résistance terminale est de 0,5 W.