SIT1043Q CAN FD收發(fā)器振鈴抑制功能實現(xiàn)原理及實際應(yīng)用

隨著新能源汽車與自動駕駛技術(shù)的深入發(fā)展，CAN通信的速率從基礎(chǔ)的125kbps速率提升到目前8Mbps速率的應(yīng)用，通信速率越高對CAN收發(fā)器差分信號的質(zhì)量要求越來越高。芯力特研發(fā)工程師在SIT1043Q芯片中內(nèi)置振鈴抑制電路，在不需要增加任何外圍元器件的情況下，用于改善星型網(wǎng)絡(luò)下高速通信信號質(zhì)量（星型網(wǎng)絡(luò)如圖1所示），使SIT1043Q CAN FD收發(fā)器能支持到5Mbps~8Mbps通信速率,而無需進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重新設(shè)計。

一、SIT1043Q CAN收發(fā)器振鈴抑制功能簡述

隨著新能源汽車與自動駕駛技術(shù)的深入發(fā)展，CAN通信的速率從基礎(chǔ)的125kbps速率提升到目前8Mbps速率的應(yīng)用，通信速率越高對CAN收發(fā)器差分信號的質(zhì)量要求越來越高。芯力特研發(fā)工程師在SIT1043Q芯片中內(nèi)置振鈴抑制電路，在不需要增加任何外圍元器件的情況下，用于改善星型網(wǎng)絡(luò)下高速通信信號質(zhì)量（星型網(wǎng)絡(luò)如圖1所示），使SIT1043Q CAN FD收發(fā)器能支持到5Mbps~8Mbps通信速率,而無需進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重新設(shè)計。

圖1：SIT1043Q組成的高速多節(jié)點星型CAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

二、SIT1043Q CAN FD收發(fā)器信號增強（SIC）

SIC是Signal Improvement Capability的簡稱，SIT1043Q CAN FD收發(fā)器在實現(xiàn)超低功耗應(yīng)用的同時，芯片進(jìn)一步完善SIC功能，具體表現(xiàn)在：1、增加了斜率控制電路提升了總線信號的一致性與對稱性，縮短總線信號上升沿與下降沿爬升斜率，減少信號回環(huán)時間；2、增加了振鈴抑制電路，用于抑制高速率通信下顯性電平切換到隱性電平信號振蕩。圖2展示一個常規(guī)CAN FD收發(fā)器，其中CAN總線信號在高于900 mV和低于500 mV時產(chǎn)生振鈴，從而導(dǎo)致差分信號位撕裂，使接收數(shù)據(jù)(RXD)信號撕裂。圖3展示了具有SIC功能的CAN FD收發(fā)器，從而得到完整的RXD信號。

圖2：無振鈴抑制差分信號與RXD信號

圖3：增加振鈴抑制后差分信號與RXD信號

三、SIT1043Q CAN FD收發(fā)器振鈴實現(xiàn)原理

CAN總線在正常通信時有兩種邏輯狀態(tài)：隱性電平和顯性電平，如圖4所示。

圖4：SIT1043Q 總線電壓電平

當(dāng)以差分方式驅(qū)動總線時，總線為顯性狀態(tài)，對應(yīng)于 TXD 和RXD引腳上的邏輯低電平。當(dāng)總線通過接收器內(nèi)部的高阻值輸入電阻器偏置為VCC/2時，總線為隱性狀態(tài)，對應(yīng)TXD和RXD引腳上的邏輯高電平。原理上CAN總線上的隱性到顯性信號邊沿通常不易產(chǎn)生振鈴，因為CAN收發(fā)器驅(qū)動能力強，同時CAN收發(fā)器在顯性階段的發(fā)送器輸出阻抗約為50Ω，與CAN網(wǎng)絡(luò)特征阻抗緊密匹配。當(dāng)總線信號由顯性變?yōu)殡[性電平時，在沒有振鈴抑制的CAN驅(qū)動器差分輸出阻抗突然變?yōu)榧s30kΩ，且反射回來的信號遇到阻抗不匹配，在顯性到隱性邊沿產(chǎn)生振蕩信號，從而產(chǎn)生總線信號振鈴。為了很好的抑制顯隱切換到隱性時總線負(fù)載導(dǎo)致的信號振鈴，SIT1043Q內(nèi)置振鈴抑制電路，通過總線反饋檢測電路，偵測到信號閾值超過一定的電壓時，SIT1043Q自動激活振鈴抑制電路，通過動態(tài)的自動負(fù)載調(diào)節(jié)，實現(xiàn)信號振鈴抑制，減少信號反射，實現(xiàn)RXD位信號完整。

四、SIT1043Q CAN FD收發(fā)器振鈴抑制效果應(yīng)用實測

在某大型星型網(wǎng)絡(luò)通信實測中（如圖1所示），國外某無振鈴抑制1043芯片CAN收發(fā)器（圖5所示）與SIT1043Q集成振鈴抑制電路CAN收發(fā)器在同板載環(huán)境下試驗對比波形（如圖6所示）。從單體Ringing測試波形效果看，SIT1043Q的RXD信號完整，振鈴抑制效果好，而無振鈴抑制的CAN收發(fā)器，RXD位信號撕裂不完整。此外，該芯片目前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于：車身控制，智能座艙，域控制器，T-Box、ADAS、智能網(wǎng)關(guān)、底盤與動力系統(tǒng)等，通過實際項目應(yīng)用進(jìn)一步反饋芯力特SIT1043Q CAN FD 收發(fā)器是一顆性能不錯的芯片，推薦大家選型使用。

圖5：國外某1043收發(fā)器無振鈴抑制效果波形圖

圖6：SIT1043QT振鈴抑制效果波形圖

來源：芯力特