要搭建一個(gè)健壯的CAN網(wǎng)絡(luò)，隔離、阻抗匹配、外圍保護(hù)，需要考慮的點(diǎn)非常之多，稍有不慎就有可能留下“內(nèi)傷”。怎樣能夠讓我們的網(wǎng)絡(luò)健康運(yùn)行，無(wú)畏風(fēng)雨呢？請(qǐng)看此文。

對(duì)于提高CAN總線節(jié)點(diǎn)的可靠性而言，隔離、總線阻抗匹配、總線保護(hù)等等是離不開(kāi)的，在設(shè)計(jì)CAN節(jié)點(diǎn)時(shí)要注意這些點(diǎn)來(lái)提高總線電路可靠性和安全性。下面我們來(lái)分別盤點(diǎn)一番：

一、隔離

CAN總線的隔離主要關(guān)注信號(hào)隔離與電源隔離。

1、信號(hào)隔離

常見(jiàn)的信號(hào)隔離技術(shù)有光耦和磁隔兩種。而在CAN總線上建議選用使用磁隔離的方案，因?yàn)榇鸥綦x相對(duì)來(lái)說(shuō)更為可靠，消除了光耦合器帶來(lái)的相關(guān)不確定的電流傳送比率、非線性傳送特性以及隨時(shí)間漂移和隨溫度漂移的問(wèn)題。磁偶方案天生就自帶25KV/us的瞬態(tài)共模抑制能力，并且能夠在電壓差峰值560V的環(huán)境下正常工作可以說(shuō)是非常優(yōu)秀了。

用隔離收發(fā)器將總線和控制電路進(jìn)行電氣隔離，不但可以把高壓擋在我們的控制系統(tǒng)之外保護(hù)操作人員的安全，而且能抑制由接地電勢(shì)差、接地環(huán)路等帶來(lái)的各種公模干擾，保證總線能在嚴(yán)重干擾和其它系統(tǒng)級(jí)噪聲存在的情況下不間斷、無(wú)差錯(cuò)運(yùn)行。讓我們看下面的圖片，使用隔離收發(fā)器后，就可以避免形成地環(huán)路，總線參考地可跟隨共模電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，共模電壓全部由隔離帶承受，共模電壓對(duì)總線信號(hào)變得不再可見(jiàn)，總線從而可以穩(wěn)定可靠地進(jìn)行通信。

2、電源隔離

信號(hào)隔離之后，電源也應(yīng)進(jìn)行隔離。在此推薦集成模塊的方案，眾所周知同樣功能和性能的電路，電路越少元器件數(shù)目越少，連線和焊點(diǎn)的數(shù)量也就會(huì)減少，出現(xiàn)故障的概率也就會(huì)相對(duì)降低。因此，直接采用帶隔離的DC-DC隔離模塊實(shí)現(xiàn)即可方便的實(shí)現(xiàn)電源的隔離。

二、阻抗匹配

電信號(hào)在在電纜上傳輸時(shí)，若阻抗不連續(xù)或發(fā)生突變時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射的現(xiàn)象。這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的振鈴和地彈，反射的信號(hào)疊加在正常的信號(hào)上，數(shù)據(jù)的傳輸便可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了消減這種信號(hào)反射就要讓傳輸電纜上的阻抗保持連續(xù)，可電纜雖標(biāo)準(zhǔn)，終歸是有終點(diǎn)的，終點(diǎn)的阻抗就會(huì)發(fā)生突變。為了使總線能夠穩(wěn)定，終點(diǎn)阻抗保持連續(xù)，CAN-Bus規(guī)定要在電纜兩端接入匹配電阻。這個(gè)終端電阻的阻值一般選用120Ω。

三、外圍保護(hù)

節(jié)點(diǎn)若是工作在戶外等惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，環(huán)境影響是一個(gè)必須要考慮的因素。此時(shí)需要對(duì)CAN信號(hào)端口添加更高等級(jí)的防護(hù)電路，保證節(jié)點(diǎn)不被損壞以及總線的可靠通訊。具體保護(hù)電路的設(shè)計(jì)可以參照下圖：

上圖中除了右端的保護(hù)電路，中間使用的CAN隔離收發(fā)器模塊，該模塊主要集成了CAN收發(fā)器、DC-DC電源模塊、信號(hào)隔離電路三部分電路，打包封裝成一個(gè)獨(dú)立的模塊，可大大簡(jiǎn)化CAN硬件設(shè)定的難度，降低開(kāi)發(fā)時(shí)間成本。

而且目前市面上已出現(xiàn)表貼式CAN收發(fā)器，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，表貼式產(chǎn)品不僅具備更高的集成度與可靠性，并且支持業(yè)內(nèi)所有常用的貼片封裝，適用于需要高穩(wěn)定性CAN總線通訊的場(chǎng)合，能夠最大程度的提升用戶的生產(chǎn)效能，幫助用戶提升總線通信防護(hù)等級(jí)。