主流CAN收發(fā)器性能PK

　　CAN總線迅猛發(fā)展的今天，有許多廠家都推出自己的CAN 收發(fā)器，都是號稱和客戶所用的PIN to PIN兼容，價格更加優(yōu)惠。而實際這些收發(fā)器的設計與制造工藝決定了還是有很大區(qū)別的，不同行業(yè)的選型指標都不能照搬。

　　10年前，國內(nèi)的CAN收發(fā)器主流還是NXP(當年叫飛利浦)的PCA82C250，后來升級為PCA82C251，增強了管腳耐壓能力與熱關斷功能，幾乎所有CAN節(jié)點都使用PCA82C250/251。

　　但隨著汽車電子迅猛發(fā)展，以及半導體技術更新。基于三極管架構的PCA82C250/251已經(jīng)無法滿足汽車電子用戶要求。所以NXP公司推出了新一代基于JFET的TJA1040/1050T收發(fā)器，不但可以與老的PCA82C250/251實現(xiàn)無縫升級，而且增加了待機模式功能與Split共模輸出功能。同時為了防止MCU死機而拉低TXD，在收發(fā)器中增加了發(fā)送顯性超時關斷功能，所以TJA1040/1050的最高波特率只能到40Kbps，所以這就使得許多低波特率客戶(比如煤礦都是使用5Kbps)無法替換升級。

　　從特性來說，PCA82C250/251在高速波特率下過沖很嚴重，在進行CE認證時通不過認證標準，而TJA1040/1050的電磁輻射就小的多，可以通過CE認證。因為世界上CAN收發(fā)器的需求量增大，TI公司、Freescale公司、美信公司、Microhip公司紛紛推出了自己的高速CAN收發(fā)器。

　　本文對NXP的新舊兩類收發(fā)器，以及SN65HVD251(TI公司生產(chǎn))和MC33901(Freescale公司生產(chǎn))進行對比測試。SN65HVD251收發(fā)器最低支持5kbps的波特率，同時電磁輻射較TJA1040T的更小，并且三者保持管腳兼容，區(qū)別在于SN65HVD251的差分電壓幅度較大。MC33901收發(fā)器最低支持5kbps波特率，同樣具有電磁輻射較小的特點，在各種波特率下均無出現(xiàn)嚴重的過沖現(xiàn)象，但該芯片的使用必須將3、5引腳連接到一起，替換原來芯片時，需更改PCB電路設計。

　　表1四種收發(fā)器對比

　　注：這里只給出實測結果，詳細官方參數(shù)對比見收發(fā)器對比文檔。

　　如果只是對比手冊參數(shù)，是很難發(fā)現(xiàn)收發(fā)器的一些隱藏特性的，所以本文使用CANScope-Pro分析儀對這四類收發(fā)器進行眼圖分析其特性。

　　1.SN65HVD251在1Mbps下的波形和眼圖測量結果如圖所示：

　　圖1 SN65HVD251 1Mbps波形

　　圖2 SN65HVD251 1Mbps眼圖

　　此收發(fā)器，EMI性能較好，輻射較小，但高波特率時，位時間會有抖動，產(chǎn)生2條亮線的眼圖。說明其會影響位時間。因此在1M波特率下不推薦使用。

　　2.PCA82C250/1在1Mbps下的波形和眼圖測量結果如圖所示：

　　圖3 PCA82C250/1 1Mbps波形

　　圖4 PCA82C250/1 1Mbps眼圖

　　可以看到，這種老收發(fā)器斜率很陡，但過沖很明顯，EMI超標嚴重。而且在過沖后，有明顯的抖動，下降沿有明顯的下沖。這些都會對EMC性能造成影響。

　　3.TJA1040/1050T在1Mbps下的波形和眼圖測量結果如圖所示：

　　圖5 TJA1040/1050T 1Mbps波形

　　圖6 TJA1040/1050T 1Mbps眼圖

　　此收發(fā)器基本沒有過沖，而且斜率也比較理想，所以目前汽車電子上基本都是使用該系列收發(fā)器或者其升級版TJA1042/1051T。

　　4.MC33901在1Mbps下的波形和眼圖測量結果如圖所示：

　　圖7 MC33901 1Mbps 波形

　　圖8 MC33901 1Mbps眼圖

　　此收發(fā)器波形非常完美，EMI輻射很小，而且波特率精準度搞，故目前致遠電子CTM8251KT/AT中使用的是此型號收發(fā)器。