CAN总线技术及应用——CAN总线物理层（三）

2023-04-25 16:39:44 来源 : 面包芯语

一、传输速率与距离

【资料图】

CAN——Control Area Network的缩写，小范围实时通信网络，通信距离与速率成反比。如下图所示，横轴为通信距离，竖轴为通信速率，距离越远，速率越低。

注：当通信距离太长时可以使用CAN网关或网桥等设备划分子网，使子网通信速率与距离在规定范围内。

下表是关于通信速率、总线长度与支线长度的关系，表中数值为CiA组织的建议值。这些推荐值能够保证通信的稳定性和可靠性。

二、终端电阻与连接器

根据电磁场和微波理论，高频电路中负载阻抗需与传输线的特性阻抗一致，否则电信号在线束终端遭遇阻抗突变，发生反射现象，造成波形震荡。反射信号叠加到原信号上，会改变原波形的形状。极有可能出现总线错误：将显性读成隐性，或隐性读成显性。

我们都知道光从空气进入水中的时候光的线路会发生变化，那是因为光从一种介质进入另一种介质时，光会发生反射，从而改变了原来的光路。同理，由于电信号在阻抗不连续、阻抗不匹配的线路中传播会导致信号的反射，就会产生信号串扰、消息丢失、总线紊乱这一系列的问题。

那么信号反射这个问题该如何解决呢？

终端电阻可以用于减少通信线路上的反射，避免引起电平变化而导致数据的传输错误。

高速CAN与低速CAN终端电阻接法不同。高速CAN终端电阻接在线缆终端，可以保证特性阻抗连续；低速CAN分别接在两条线上。

CAN总线的终端电阻仅限于下表中规定的范围（ISO11898-2）。

注：在汽车电子领域，一般都是用120欧姆的终端电阻。但是在工业自动化等其它应用领域，如果通信距离过长，为了保证CAN电平的最小幅值，需要匹配更大的终端电阻。

选作CAN总线的电缆必须达到下面给出的规格（ISO11898-2），这些规格主要用于标准化电气特性，并不涉及机械或材料方面的参数。

用于将ECU连入CAN总线的连接器必须符合下表中所规定（ISO11898-2）的要求，本规范的这个部分旨在标准化那些最重要的电气参数，并不涉及机械或材料方面的参数。

三、CAN总线拓扑结构

下图是高速CAN总线的拓扑结构，总线长度、支线长度和节点距离可以参考下图和表格。

下图是低速CAN总线的拓扑结构。

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