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汽车CAN总线为什么要加终端电阻?为什么又是120欧姆?不加又会导致哪些灾难?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

汽车CAN总线为什么要加终端电阻?为什么又是120欧姆?不加又会导致哪些灾难?

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https://car.58.com/7159041/

在汽车CAN总线中,终端电阻的作用至关重要。由于高频信号在传输过程中,信号波长相对较短,容易在传输线末端形成放射波,干扰原信号。因此,在传输线末端加入终端电阻,可以避免信号放射,保证信号的稳定传输。而120欧姆的终端电阻,是经过科学计算和实践验证的最佳阻值,能够使终点阻抗保持连续,避免信号反射。如果CAN总线不加终端电阻,或者终端电阻缺失,会导致信号反射,引起电平变化,从而导致数据传输出现错误。此外,终端电阻的大小也会影响信号的传输质量。过小的终端电阻会导致信号幅值偏小,无法辨别高低电平,造成网络数据混乱;过大的终端电阻则会导致信号幅值偏大,出现过冲现象,影响信号的下降沿,甚至导致总线错误。因此,在实际应用中,我们需要在CAN总线两端各加一个120欧姆的终端电阻,以保证信号的稳定传输。同时,通过使用专业的CAN总线分析仪,如致远电子的CANScope分析仪搭配StressZ板,可以进行终端电阻匹配、短路、断路等多种测试,确保CAN总线的正常运行。总之,汽车CAN总线加终端电阻,特别是120欧姆的终端电阻,对于保证信号的稳定传输和网络的可靠性至关重要。在实际应用中,我们需要注意终端电阻的设置和检测,避免因终端电阻问题导致的信号传输错误和网络故障。

高频信号传输时,信号波长先对传输线较短,信号在传输线终端会形成放射波,干扰原信号,所以需要在传输线末端加终端电阻,使信号到达传输线末端后不放射。对于低频信号则不用。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:客户CAN网络信号传输不稳定测试图

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。

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:终端电阻过小导致的信号幅值偏小

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:终端电阻过大导致的信号过冲现象

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:调整终端电阻后的正常信号

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电阻值。

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。

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。

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