滿足 CAN 收發(fā)器的抗擾度要求

三十多年來，控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 收發(fā)器作為通信主干一直存在于汽車中。在此期間，電子芯片的數(shù)量以及收發(fā)器的整體復(fù)雜性穩(wěn)步增加。因此，多個電子子系統(tǒng)必須近距離共存，并在惡劣條件下完美運行。這對組件可以產(chǎn)生的噪聲量（發(fā)射）以及它必須承受的噪聲量（抗擾度）施加了限制。在本文中，我將重點介紹收發(fā)器在成功部署到車輛中之前必須通過的一項抗擾度測試。

當前系統(tǒng)

電動機、開關(guān)轉(zhuǎn)換器、大電流驅(qū)動級和振蕩器屬于噪聲注入器類型，可以在電源線上引入紋波。導(dǎo)航和互聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)等通信模塊以及外部干擾也會增加噪聲，這些噪聲可以傳導(dǎo)或耦合到敏感的電子設(shè)備上，并有可能破壞它們的行為。在此背景下，CAN收發(fā)器仍有望成功交換數(shù)據(jù)；為此，它們必須具有很強的抗噪能力。

IEC 62132-4

國際電工委員會 (IEC) 62132-4 標準的創(chuàng)建是為了協(xié)調(diào)不同設(shè)備制造商的要求。它涵蓋了對從 1MHz 到 1GHz 以及高達 39dBm (8W) 功率的直接注入噪聲的抗擾度測量。該設(shè)置的框圖如圖 1 所示。

圖1

簡化的抗擾度測試設(shè)置。

CAN 收發(fā)器（被測設(shè)備）設(shè)置有 5V、250kHz、50% 占空比方波數(shù)據(jù)信號發(fā)送到其輸入端。收發(fā)器的內(nèi)部電路將該信號的延遲版本鏡像回芯片的接收輸出。然后，耦合網(wǎng)絡(luò)將共模噪聲注入到設(shè)置中，并根據(jù)表 1 中列出的通過/失敗標準評估接收器輸出。在每個頻率下，功率電平增加到測試功率 (39dBm)，以查看是否收發(fā)器可以毫無問題地通信。如圖 2 所示，這些逐漸增加的頻率在整個頻段重復(fù)到 1GHz。如果收發(fā)器具有待機模式，則需要進行第二次測試，將其配置為待機狀態(tài)，接收器輸出處于靜態(tài)高電平。

表格1

通過-失敗標準。

圖 2

IEC 62132-4 規(guī)范限制。

圖 2 中的紅線定義了收發(fā)器必須承受的噪聲功率。該測試在使用和不使用外部共模扼流圈 (CMC) 的情況下執(zhí)行，CMC 可用于抑制共模噪聲。使用 CMC 時，需要通過的峰值功率電平為 39dBm（否則為 36dBm）。請注意，3dBm 對應(yīng)于 2x 功率電平增量。

由于 CAN 是一種差分協(xié)議，確保良好性能的一種方法是確保兩個 CAN 引腳信號路徑中的所有內(nèi)容都匹配且平衡。這限度地提高了電路的共模抑制并減少了到差分信號的雜散轉(zhuǎn)換。在峰值功率下，擺幅可達 ±65V。在 >100MHz 時，這些信號可以很容易地耦合到相鄰的信號走線上并造成嚴重破壞，除非它們被設(shè)計為能夠承受這種壓力。過濾和屏蔽敏感信號可以確保這種情況不會發(fā)生。