采用簡單電路提供可調(diào)CAN電平差分輸出信號(hào)

控制器局域網(wǎng)（CAN）串行總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可使設(shè)備和微控制器在不采用主機(jī)的情況下相互通信。它無需仲裁即可進(jìn)行傳輸，可在每個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)上放置一個(gè)控制器和一個(gè)主處理器，省去了設(shè)備與主機(jī)互連時(shí)必需的復(fù)雜線纜。

通過使用CANH和CANL線纜上的信號(hào)，CAN總線有被動(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。

圖1.CAN總線信號(hào)和狀態(tài)

CAN收發(fā)器可以通過平臺(tái)上的自動(dòng)測試設(shè)備（ATE）或直流信號(hào)進(jìn)行表征。圖2所示的電路采用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號(hào)為收發(fā)器提供可調(diào)CAN信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)換器使輸出信號(hào)的差分電平能夠得到調(diào)整。幅度和頻率通過信號(hào)發(fā)生器調(diào)整。

該電路采用5V單電源供電，配置為單位增益單端轉(zhuǎn)差分放大器，共模設(shè)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(hào)調(diào)節(jié)至CAN電平。通過將R4和R5保持在相對(duì)于R2的較小值，電位計(jì)可輕松調(diào)整兩個(gè)輸出信號(hào)之間的差值，不會(huì)顯著影響其各自的幅度，能夠向DUT提供具有可變共模電平的CAN信號(hào)。由于R1和R3相等，輸出端的交流共模也不會(huì)在調(diào)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(diào)節(jié)R2時(shí)受到的影響。若R2短接，R4和R5也能提供最小負(fù)載，以保護(hù)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(gòu)成了高通濾波器，其截止頻率為：

其中C=C1=C2,RL為負(fù)載或DUT輸入阻抗，通常為20kΩ至30kΩ。

為了避免方波輸出信號(hào)失真，應(yīng)選用盡可能大的C1和C2使輸入信號(hào)頻率達(dá)到10倍的最差截止頻率，其中R2||RL為最小值。例如，假設(shè)不存在輸出（DUT）負(fù)載效應(yīng)，為使VCANH和VCANL信號(hào)達(dá)到圖3（a）所示的電平，R2必須達(dá)到700Ω的最小值。0.1μF或1μF的耦合電容可處理1MHz的信號(hào)。圖3（b）顯示了R2調(diào)整差分輸出電平的過程。

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