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Interferencia de modo común común:
04Para interferencia de modo diferencial
Otros métodos antiinterferencias：
01 Agregar aislamiento eléctrico a la interfaz CAN
02 Aumentar el grado de emparejamiento trenzado del bus CAN
04CAN a transmisión de fibra óptica
El bus Controller Area Network (CAN) es un protocolo de comunicación en serie desarrollado originalmente por la empresa alemana Bosch para proporcionar un método de comunicación confiable para sistemas electrónicos automotrices. El bus CAN se usa ampliamente en automóviles, control industrial, equipos médicos y otros campos para respaldar una comunicación eficiente entre múltiples unidades de control electrónico (ECU).
La siguiente es una introducción a algunas características y principios clave del bus CAN:
Transmisión de señal diferencial: el bus CAN adopta transmisión de señal diferencial y utiliza dos cables, a saber, CAN_H y CAN_L. Este método de transmisión diferencial ayuda a resistir la interferencia electromagnética y mejora la confiabilidad de la comunicación.
Comunicación multihost: el bus CAN admite comunicación multihost y varios nodos pueden enviar mensajes al mismo tiempo sin conflictos. Esto hace que el bus CAN sea ideal para sistemas que requieren una comunicación eficiente en tiempo real.
Tiempo real y prioridad: el bus CAN está diseñado para sistemas de control en tiempo real y cada mensaje tiene una prioridad fija. Los mensajes de baja prioridad serán reemplazados por mensajes de alta prioridad para garantizar la transmisión oportuna de los mensajes importantes.
Comunicación de difusión: el bus CAN utiliza comunicación de difusión y los mensajes enviados son recibidos por todos los nodos. El nodo determina si procesar el mensaje en función del identificador. Este mecanismo permite que todos los nodos del sistema comprendan lo que sucede en el bus.
Flexibilidad: el bus CAN es muy flexible y los nodos se pueden agregar o quitar fácilmente sin cambiar todo el sistema. Esto hace que el bus CAN sea adecuado para arquitecturas de sistemas cambiantes.
Recuperación de fallas: el bus CAN tiene buenas capacidades de recuperación de fallas. Si un nodo falla, los nodos restantes aún pueden comunicarse normalmente. Además, el bus CAN admite la entrada y salida dinámica de nodos.
Comunicación de alta velocidad: el bus CAN puede alcanzar velocidades de comunicación de hasta 1 Mbps y es adecuado para aplicaciones que requieren una transmisión de datos rápida.
En la industria automotriz, el bus CAN se utiliza a menudo para conectar varias unidades de control electrónico dentro del vehículo, como unidades de control del motor, unidades de control del sistema de frenos, unidades de control del aire acondicionado, etc. Estas unidades de control comparten información a través del bus CAN para lograr un trabajo colaborativo y mejorar el rendimiento y la seguridad del vehículo.
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El bus CAN utiliza pares trenzados diferenciales para transmitir señales en la capa física, por lo que tiene la capacidad de suprimir la interferencia de modo común hasta cierto punto. Sin embargo, siempre existe un límite para suprimir la interferencia basándose en señales diferenciales y pares trenzados, y puede producirse inestabilidad en determinadas circunstancias extremas (como la caída de un rayo).
Por lo tanto, para mejorar la capacidad antiinterferencia del bus CAN, se pueden utilizar métodos para mejorar la resistencia a la interferencia de modo común y a la interferencia de modo diferencial.
Generalmente existen tres tipos de interferencias de modo común:
(1) Inducción simultánea de pares trenzados por un entorno electromagnético externo fuerte:
(2) El equipo de comunicación de las dos partes no tiene el mismo potencial:
(3) Existe una diferencia de potencial relativamente alta entre el par trenzado y tierra:
La interferencia de modo diferencial común son picos de voltaje, saltos de potencial, etc. que existen en el bucle.
Tenemos un plan de respuesta en torno a los tres puntos anteriores:
Para el primer tipo de interferencia de modo común: Para evitar que el entorno electromagnético fuerte del exterior induzca un voltaje que exceda el requisito de amplitud en la línea de transmisión, podemos usar un par trenzado con un blindaje. , la mayoría de las ondas electromagnéticas de alta frecuencia se inducirán en corrientes parásitas, de modo que la mayor parte de la energía de las ondas electromagnéticas se convertirá en calor en lugar de inducirse en voltaje y propagarse a lo largo de la línea de transmisión. La siguiente imagen muestra un par trenzado blindado estándar.
Para el segundo tipo de interferencia de modo común: el equipo de comunicación de las dos partes que utilizan el bus CAN generalmente está relativamente lejos, por lo que es probable que los puntos de conexión a tierra de las dos partes tengan una diferencia de potencial. diferencia de potencial entre las dos partes, podemos Para igualar los potenciales de las dos partes, el método específico es utilizar la capa de blindaje de línea de transmisión mencionada anteriormente para conectar las dos partes, lo que proporciona una ruta de baja impedancia para la corriente generada. por la diferencia de potencial que se ha generado, de modo que los potenciales de las dos partes puedan equilibrarse rápidamente.
Para el tercer tipo de interferencia de modo común: después de usar un par trenzado blindado, el potencial de la línea de transmisión en relación con el suelo también es relativamente alto. Si la capa de blindaje no está bien conectada a tierra, la línea de blindaje no funcionará. En este caso , nosotros La tierra de la capa de blindaje se puede conectar al chasis en ambos extremos, y el chasis en ambos lados debe estar bien conectado a tierra para garantizar que el equipo en ambos lados esté bien conectado a tierra, de modo que la mayor parte de la corriente de interferencia pueda dirigirse a la tierra lo más rápido posible.
04Para interferencia de modo diferencial
Un circuito de protección razonable puede mejorar en gran medida la capacidad antiinterferente de la interfaz del bus CAN. Nuestros circuitos de protección comunes incluyen circuitos de abrazadera TVS, condensadores de filtro de derivación, tubos de descarga de gas, etc., que pueden provocar que la sobrecarga máxima y otras sobrecargas se descarguen a tierra mediante la derivación proporcionada por los dispositivos anteriores, asegurando así que la interferencia máxima en la línea de transmisión se controla dentro de un rango seguro en el interior. Al mismo tiempo, también se pueden agregar dispositivos de protección ESD, que también pueden desempeñar un papel en la protección electrostática.
Circuito de protección compuesto por TVS y GDT.
La imagen de arriba utiliza un circuito de protección compuesto por GDT y TVS. La protección se puede dividir en tres niveles: el GDT de primer nivel realiza una gran descarga de energía, la resistencia de segundo nivel realiza la limitación de corriente y el TVS de tercer nivel realiza la sujeción de voltaje. . Cuando hay un voltaje de interferencia de modo común en los pines de interfaz 1 y 2, TVS responde rápidamente y se enciende primero, y el voltaje entre el pin del bus del chip y CAN_G se fija; la resistencia limita la corriente que fluye a través de TVS para evitar que se desborde. La energía se daña; el GDT finalmente se enciende, disipando la mayor parte de la energía y limitando el voltaje residual a un nivel bajo.
Otros métodos antiinterferencias.
01 Agregar aislamiento eléctrico a la interfaz CAN
La interferencia no solo afectará la señal, sino que en casos severos puede incluso causar que la placa de circuito se estrelle o se queme. Para evitar el reflujo a tierra y quemar la placa de circuito y limitar la amplitud de la interferencia, la interfaz CAN y la fuente de alimentación pueden ser aislado. El método de aislamiento tradicional consiste en utilizar componentes discretos para construir circuitos de aislamiento. Hoy en día, los transceptores de aislamiento se utilizan a menudo directamente para la protección de aislamiento. Esto no solo puede reducir los costos, acortar el ciclo de desarrollo, sino que también tiene una mayor confiabilidad y puede mejorar efectivamente las capacidades de protección. del autobús.
02 Aumentar el grado de emparejamiento trenzado del bus CAN
Para mejorar la capacidad antiinterferencia del bus CAN, la capa física utiliza transmisión diferencial CAN_H y CAN_L. CAN_H y CAN_L pueden ser "igual que arriba, igual que abajo" después de encontrar interferencias, por lo que los valores diferenciales permanecen sin cambios. .
CAN_H y CAN_L deben estar fuertemente entrelazados. En circunstancias normales, el grado de torsión de los pares trenzados suele ser de sólo 33 vueltas/metro. En situaciones de fuerte interferencia, para lograr un mejor efecto antiinterferencia, los pares trenzados incluso necesitan 45~55 vueltas/metro. Además, los cables también tienen requisitos de área de sección transversal del núcleo, capacitancia línea a línea y capacitancia de la capa protectora.
El aislamiento solo puede desempeñar un cierto papel de bloqueo: si la interferencia es demasiado fuerte o la sobretensión es demasiado alta, el dispositivo de aislamiento puede dañarse. En este caso, se debe agregar un circuito antisobretensiones para mejorar el nivel de protección y mejorar la capacidad del bus para soportar los pulsos del grupo de sobretensiones.
04CAN a transmisión de fibra óptica
En situaciones en las que la interferencia es grave, como láseres remotos, generadores de impulsos electromagnéticos o rayos, se puede utilizar un convertidor de CAN a fibra óptica. El uso de un convertidor CAN para convertir señales en transmisión de fibra óptica puede mejorar significativamente la capacidad antiinterferencia del bus CAN y evitar eficazmente interferencias fuertes, como pulsos electromagnéticos y rayos.
Además, la forma más sencilla de resistir las interferencias es mantenerse alejado de la fuente de interferencias, que también es uno de los métodos más utilizados en el sitio. En el cableado real, el bus CAN debe mezclarse con electricidad fuerte debido a problemas de espacio, lo que resulta en una gran interferencia. Es necesario tratar de garantizar que la electricidad fuerte y los puntos débiles estén separados y lo más lejos posible entre sí. Si no es posible evitarlo, lo mejor es cruzar el cableado vertical.
sobre nosotros:
Como proveedor y fábrica de módulos de comunicación CAN2.0 de China, CDEBYTE se enfoca en ofrecer convertidores CAN al por mayor en línea. La serie CAN cubre el convertidor CAN a WIFI de doble canal, el convertidor CAN a RS485/RS232/RS422, el convertidor CAN a fibra óptica y el convertidor CAN a USB. La serie ECAN es un pequeño producto de conversión de protocolo inteligente desarrollado independientemente por CDEBYTE. El producto admite la configuración del comando AT en serie y los parámetros del dispositivo de configuración del ordenador host y modos de trabajo y admite cinco modos de conversión de datos que incluyen conversión transparente, conversión transparente con logotipo, conversión de protocolo, conversión Modbus RTU y definida por el usuario (usuario). Al mismo tiempo, el convertidor de protocolo inteligente ECAN tiene las características de tamaño pequeño y fácil instalación.