CAN总线最远两端一般会各加一个120欧姆的终端电阻,当少一个或者不加的时候,会发生信号反射,引起电平变化,导致数据传输出现错误,所以为了使终点阻抗保持连续,终端电阻一个都不能少。
电信号在电缆中的传播与光相似,光从空气射入水中会发生光的反射和折射,电信号在阻抗不连续或者发生突变时,会发生电信号的反射。反射过程比较复杂,甚至可能发生多次反射,反射的信号可能会混淆在正常信号上,引起电平变化,导致数据传输出现错误。
下面这个图是前几天一个客户发来的测试图,客户反应他们的CAN网络最近出现信号传输不稳定的状况,没找出问题所在,我们一起看一下。
图1 阻抗不匹配
通过波形图来看,CAN差分信号振荡非常明显,诊断是他们系统的终端电阻丢失了,客户最后排查发现有一端的终端电阻虚接,导致阻抗不匹配,所以大家现场安装的时候务必记住终端电阻一个都不能少。
终端电阻的作用:
1． 加快放电,使总线快速进入隐性状态,提高抗干扰能力;2． 消除阻抗不连续和不匹配,提高信号质量。
终端电阻与总线不匹配的灾难现场
了解了终端电阻的作用,那对CAN总线有什么实际影响呢?
终端电阻过小造成信号幅值偏小,信号在采样时无法辨别高低电平,导致整个网络数据混乱,有时可以通讯,但极不稳定,如图2。
图2终端电阻过大造成信号幅值偏大,驱动力过大,信号出现过冲现象,信号下降沿过缓,下降沿时间过长,严重的情况直接导致总线错误,如图3。
图3
在现场遇到以上情况,通过CANScope加上StressZ扩展板并联在被测总线上,首先进行模拟电阻测试,找到与总线阻抗匹配的阻值,然后加在总线末端,信号正常,如图4。
图4
所以最后再次提醒大家CAN总线末端保证终端电阻一个都不能少的同时再检测一下系统的波形,是不是也存在阻抗不匹配的情况了呢,根据实际情况合理调整终端阻值。
那么如何高效的调整终端阻值呢?
致远电子的CANScope分析仪搭配StressZ 板,可以在物理层上进行终端电阻匹配、CAN总线短路、断路以及模拟总线长度等多种测试。
图6 ZPS-CANFD
图7 CANScope
图8 CANStress配置界面
RHL 阻值设置完成后,单击开启红色键或者进入菜单点击“模拟干扰”下面的开启。之后返回 CAN 示波器,可通过查看 CAN 总线电平信号状态,判断终端阻值是否匹配。
图9 CAN波形界面
