CAN（Controller Area Network）總線收發(fā)器電路的設(shè)計(jì)與研究是一個(gè)不斷深入和發(fā)展的領(lǐng)域。以下是對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)展的詳細(xì)概述：

一、CAN總線收發(fā)器電路的設(shè)計(jì)

1. 物理層設(shè)計(jì)：

• CAN總線收發(fā)器的物理層設(shè)計(jì)主要關(guān)注信號(hào)的傳輸與接收。這包括選擇合適的差分信號(hào)對(duì)（CANH和CANL）、終端電阻的匹配、以及電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)等。終端電阻通常選擇120Ω，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，減少信號(hào)反射，確保信號(hào)在傳輸線上的完整性和穩(wěn)定性。

• 電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)對(duì)于不同電平標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備之間的通信至關(guān)重要。例如，當(dāng)CAN總線與工作在3.3V電平的微控制器交互數(shù)據(jù)時(shí)，而CAN收發(fā)器工作電壓為5V時(shí)，電平轉(zhuǎn)換電路可適配信號(hào)電壓，保證CAN信號(hào)在不同電平環(huán)境下的完整性與準(zhǔn)確性。

2. 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)：

• 數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)主要關(guān)注數(shù)據(jù)的編碼、解碼、幀格式、錯(cuò)誤檢測與恢復(fù)等。CAN總線采用NRZ（非歸零）編碼方式，通過差分信號(hào)表示顯性（邏輯0）和隱性（邏輯1）狀態(tài)。此外，CAN總線還具有強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢測與恢復(fù)能力，包括位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤等檢測機(jī)制。

3. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)：

• 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)對(duì)于確保CAN總線收發(fā)器在異常情況下不受損壞至關(guān)重要。這包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等。例如，在電源引腳附近添加瞬態(tài)抑制二極管（TVS）或壓敏電阻（MOV）等保護(hù)元件，以吸收過壓能量，防止收發(fā)器損壞。

二、CAN總線收發(fā)器的研究進(jìn)展

1. 高速化與標(biāo)準(zhǔn)化：

• 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，CAN總線收發(fā)器的傳輸速率不斷提高。例如，ISO 11898-2:2024版本將CAN總線的最高速率從原先的CANFD行業(yè)認(rèn)可的8Mbit/s提速至最高20Mbit/s，這填補(bǔ)了CAN與Ethernet之間的速率差距，為CAN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和開發(fā)帶來了更大的靈活性。

• 同時(shí)，CAN總線收發(fā)器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也在不斷推進(jìn)。目前，CAN的四種收發(fā)器（HS-CAN、CAN FD、CAN SIC、CAN SIC XL）均已達(dá)到ISO國際標(biāo)準(zhǔn)水平，為CAN總線技術(shù)的應(yīng)用提供了更廣泛的支持。

2. 電磁兼容性（EMC）性能的提升：

• 電磁兼容性是CAN總線收發(fā)器的重要性能指標(biāo)之一。為了提高EMC性能，研究人員在收發(fā)器的設(shè)計(jì)和外圍電路的布局上進(jìn)行了大量工作。例如，在收發(fā)器的輸入和輸出端添加共模電感（CMC）等濾波元件，以抑制共模噪聲的干擾；同時(shí)，優(yōu)化收發(fā)器的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)和布局，減少電磁輻射和干擾。

3. 低功耗與智能化：

• 隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備的普及，低功耗和智能化成為CAN總線收發(fā)器的重要發(fā)展方向。研究人員通過優(yōu)化收發(fā)器的電源管理電路和信號(hào)處理算法，降低其功耗；同時(shí)，引入智能化功能，如自動(dòng)休眠/喚醒、故障自診斷等，提高收發(fā)器的可靠性和易用性。

4. 新材料與新工藝的應(yīng)用：

• 新材料和新工藝的應(yīng)用為CAN總線收發(fā)器的設(shè)計(jì)和制造帶來了更多可能性。例如，采用先進(jìn)的半導(dǎo)體材料和工藝制造收發(fā)器的核心電路，提高其集成度和性能；同時(shí)，利用3D封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)收發(fā)器的小型化和高密度集成。

綜上所述，CAN總線收發(fā)器電路的設(shè)計(jì)與研究在不斷深入和發(fā)展。通過不斷優(yōu)化物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)、提高保護(hù)電路的性能、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作以及引入新材料和新工藝等舉措，CAN總線收發(fā)器的性能將不斷提升，為汽車電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的應(yīng)用提供更加可靠、高效和智能化的解決方案。