一文讀懂CAN總線（三）中：電纜截面積與通訊距離，波特率、終端匹配電阻與通訊距離，信號(hào)延遲與通訊距離和節(jié)點(diǎn)最小間距。

一文讀懂CAN總線（四）中：信號(hào)位采樣點(diǎn)位置，波特率偏差，節(jié)點(diǎn)容抗和節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

共模電壓范圍

共模電壓是指總線上的發(fā)送節(jié)點(diǎn)地和接收節(jié)點(diǎn)地之間的電勢(shì)差。

過高的共模電壓會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響，可能造成間歇重啟、死鎖、誤碼率增高甚至損害設(shè)備。

在遠(yuǎn)距離通訊系統(tǒng)中，共模干擾的問題會(huì)更加突出，因?yàn)殡S著通訊線距離的增加，地環(huán)路會(huì)拾取更多的噪聲，使得共模電壓增大。

目前的CAN收發(fā)器都可以承受一定的共模電壓，ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，CAN收發(fā)器必須能承受-2V~7V的共模電壓。而對(duì)于長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的CAN通訊系統(tǒng)來(lái)說，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的共模電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際要求，因此電流隔離對(duì)于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來(lái)說仍是必須的。

總線短路保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)

總線短路保護(hù)是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會(huì)損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個(gè)特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時(shí)對(duì)收發(fā)器提供保護(hù)。

熱關(guān)斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關(guān)斷電路，設(shè)備會(huì)進(jìn)入關(guān)斷模式。當(dāng)設(shè)備冷卻到正常操作溫度時(shí)，設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。

電流隔離

遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)有較大的地電勢(shì)差、地環(huán)流等問題，會(huì)在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會(huì)不正常。

△遠(yuǎn)距離通訊電流隔離電路示意圖

一個(gè)方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如上圖所示。

CAN接口電路與RS485接口電路

CAN總線和RS485總線都是采用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，它們?cè)诳偩€拓?fù)?、終端匹配、信號(hào)衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關(guān)系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設(shè)計(jì)中，不能照抄RS485接口電路。

CAN總線對(duì)信號(hào)延遲敏感，因此信號(hào)隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號(hào)延遲。

CAN總線對(duì)電容敏感，在設(shè)計(jì)CAN接口電路時(shí)，需要使用CAN專用共模電感、專業(yè)ESD器件；需要根據(jù)應(yīng)用的最大波特率和通訊距離來(lái)決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。