什么是隔離式CAN收發(fā)器
隔離式CAN收發(fā)器是一種用于CAN(Controller Area Network)總線系統(tǒng)的電子元件,它能夠在CAN協(xié)議控制器和物理層總線之間創(chuàng)建一個(gè)完全隔離的接口。這種隔離通常通過片上二氧化硅(SiO2)電容或其他隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn),以隔絕噪聲和干擾,防止損壞敏感電路。
隔離式CAN收發(fā)器的主要功能是提供信號(hào)傳輸和保護(hù)。它能夠支持高達(dá)1Mbps的信號(hào)傳輸速率,并提供高達(dá)5000VRMS的隔離耐壓。此外,它還具有限流、過壓和接地?fù)p耗保護(hù)(-40V至40V)以及熱關(guān)斷功能,以防止輸出短路和過熱損壞。
在工業(yè)和汽車應(yīng)用中,隔離式CAN收發(fā)器尤為重要。例如,在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中,高電壓網(wǎng)絡(luò)會(huì)相對(duì)于機(jī)箱接地浮動(dòng),因此需要隔離式CAN收發(fā)器來確保通信的可靠性和安全性。在工業(yè)環(huán)境中,隔離式CAN收發(fā)器可以防止電磁干擾(EMI)和靜電放電(ESD)對(duì)通信的影響,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。隔離式CAN收發(fā)器是一種關(guān)鍵的電子元件,它通過提供信號(hào)隔離和保護(hù),確保CAN總線系統(tǒng)在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。
隔離式CAN收發(fā)器的分類
隔離式CAN收發(fā)器是一種用于CAN總線系統(tǒng)的電子元件,它通過電氣隔離技術(shù)將CAN控制器和物理層總線隔離開來,從而提高系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)需求,隔離式CAN收發(fā)器可以分為多種類型。以下是幾種常見的分類方式:
按隔離方式分類:
電容隔離:這種類型的隔離式CAN收發(fā)器采用片上二氧化硅(SiO2)電容作為隔離層,能夠在CAN協(xié)議控制器和物理層總線之間創(chuàng)建一個(gè)完全隔離的接口。例如,CA-IS3050U就是一款采用電容隔離技術(shù)的隔離式CAN收發(fā)器。
變壓器隔離:這種類型的隔離式CAN收發(fā)器使用小型變壓器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離傳輸。變壓器隔離的優(yōu)點(diǎn)是能夠提供較高的隔離耐壓和良好的抗干擾性能。
光耦隔離:光耦隔離式CAN收發(fā)器利用光電耦合器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離傳輸。光耦隔離的優(yōu)點(diǎn)是能夠提供較高的隔離耐壓和較長的使用壽命。
按集成度分類:
獨(dú)立式:獨(dú)立式隔離式CAN收發(fā)器通常只包含CAN收發(fā)器和隔離元件,需要外部電源和輔助電路。這種類型的收發(fā)器靈活性較高,可以根據(jù)具體需求進(jìn)行定制。
集成式:集成式隔離式CAN收發(fā)器將CAN收發(fā)器、隔離元件和電源管理電路集成在一個(gè)模塊中,例如LTM2889-5。這種類型的收發(fā)器具有較高的集成度,安裝和使用更加方便,適用于空間受限的應(yīng)用場(chǎng)景。
按信號(hào)傳輸速率分類:
低速型:低速型隔離式CAN收發(fā)器的信號(hào)傳輸速率通常在125kbps以下,適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)景,如一些簡(jiǎn)單的工業(yè)控制系統(tǒng)。
高速型:高速型隔離式CAN收發(fā)器的信號(hào)傳輸速率可以達(dá)到1Mbps甚至更高,適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景,如汽車電子、航空航天等領(lǐng)域。
按應(yīng)用領(lǐng)域分類:
汽車領(lǐng)域:汽車領(lǐng)域的隔離式CAN收發(fā)器通常需要滿足更高的安全性和可靠性要求,例如TJA1052i就是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的隔離式CAN收發(fā)器。
工業(yè)領(lǐng)域:工業(yè)領(lǐng)域的隔離式CAN收發(fā)器需要具備較強(qiáng)的抗干擾能力和寬溫度范圍適應(yīng)性,適用于各種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)。
醫(yī)療領(lǐng)域:醫(yī)療領(lǐng)域的隔離式CAN收發(fā)器需要滿足嚴(yán)格的電磁兼容性和安全性要求,適用于各種醫(yī)療設(shè)備和系統(tǒng)。
按電源類型分類:
單電源供電:?jiǎn)坞娫垂╇姷母綦x式CAN收發(fā)器只需要一個(gè)電源輸入,通過內(nèi)部的隔離電源轉(zhuǎn)換器為隔離部分供電,例如LTM2889-5。
雙電源供電:雙電源供電的隔離式CAN收發(fā)器需要兩個(gè)獨(dú)立的電源輸入,分別為CAN控制器和物理層總線供電。
隔離式CAN收發(fā)器的分類方式多種多樣,可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)需求選擇合適的類型。無論是按隔離方式、集成度、信號(hào)傳輸速率、應(yīng)用領(lǐng)域還是電源類型分類,每種類型的隔離式CAN收發(fā)器都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍,能夠滿足不同行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
隔離式CAN收發(fā)器的工作原理
隔離式CAN收發(fā)器是一種重要的電子器件,廣泛應(yīng)用于通信、控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。它主要用于提供電氣隔離,避免信號(hào)干擾并保護(hù)敏感電路。隔離式CAN收發(fā)器的核心工作原理是通過電氣隔離技術(shù),確保不同電路之間不會(huì)直接連接,從而防止噪聲和干擾的傳遞。
隔離式CAN收發(fā)器通過信號(hào)隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣隔離。常見的信號(hào)隔離方法包括光耦合器和變壓器。光耦合器通過光電效應(yīng)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),光信號(hào)再被接收端的光敏元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這種方法可以有效地隔離電氣連接,防止噪聲和干擾的傳遞。變壓器則利用電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量和信號(hào)的傳輸,從而實(shí)現(xiàn)電氣隔離。變壓器隔離方法具有較高的傳輸效率和穩(wěn)定性,適用于高頻信號(hào)的傳輸。
隔離式CAN收發(fā)器支持雙向傳輸功能。這意味著它可以將發(fā)送端的信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩?,同時(shí)也能將接收端的信號(hào)返回到發(fā)送端。這種雙向特性使得隔離式CAN收發(fā)器在多種通信協(xié)議中得以應(yīng)用,確保數(shù)據(jù)在兩端的正常傳輸。
隔離式CAN收發(fā)器能夠適應(yīng)不同的工作電壓。尤其在高壓和低壓電路之間隔離時(shí),它能夠確保信號(hào)的可靠傳輸而不受電壓差異的影響。這種特性使得隔離式CAN收發(fā)器在工業(yè)控制系統(tǒng)中尤為重要,因?yàn)樗梢杂行ПWo(hù)控制側(cè)的微處理器不受高壓設(shè)備的影響。
隔離式CAN收發(fā)器還支持?jǐn)?shù)字和模擬信號(hào)的處理。許多隔離式收發(fā)器可以處理數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào),支持多種應(yīng)用場(chǎng)景。這使得它們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)更具靈活性,能夠滿足不同信號(hào)處理的需求。
在實(shí)際應(yīng)用中,隔離式CAN收發(fā)器發(fā)揮著重要作用。它提供電氣隔離,防止高電壓對(duì)低電壓電路的干擾或損壞。例如,在工業(yè)控制系統(tǒng)中,隔離式CAN收發(fā)器可以有效保護(hù)控制側(cè)的微處理器不受高壓設(shè)備的影響。同時(shí),它還能抑制噪聲,確保傳輸信號(hào)的完整性和準(zhǔn)確性,提升系統(tǒng)的抗干擾能力。
隔離式CAN收發(fā)器通過信號(hào)隔離、雙向傳輸、適應(yīng)不同電壓和處理多種信號(hào)等關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了電氣隔離和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。它在工業(yè)自動(dòng)化、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
隔離式CAN收發(fā)器的作用
隔離式CAN收發(fā)器在車載網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。它的主要作用是連接CAN控制系統(tǒng)與CAN總線網(wǎng)絡(luò),同時(shí)提供電氣隔離,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
隔離式CAN收發(fā)器的主要功能是將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去。同時(shí),它也接收總線上的數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)傳輸給CAN控制器。這一過程確保了數(shù)據(jù)在不同設(shè)備之間的高效傳輸。CAN收發(fā)器的這種雙向通信能力是CAN總線網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。
隔離式CAN收發(fā)器提供了電氣隔離,這對(duì)于防止電磁干擾(EMI)和地環(huán)路干擾至關(guān)重要。在復(fù)雜的車載網(wǎng)絡(luò)或工業(yè)環(huán)境中,不同設(shè)備之間可能存在較大的地電位差,這可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤甚至設(shè)備損壞。通過電氣隔離,隔離式CAN收發(fā)器可以有效地消除這些地電位差,確保信號(hào)的完整性和系統(tǒng)的可靠性。
隔離式CAN收發(fā)器還具有一定的保護(hù)功能。它可以防止過電壓和浪涌電流對(duì)CAN總線和連接設(shè)備的損害。這對(duì)于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和延長設(shè)備的使用壽命非常重要。特別是在一些高電壓應(yīng)用中,如電動(dòng)汽車充電站和工業(yè)設(shè)備,隔離式CAN收發(fā)器的保護(hù)功能顯得尤為重要。
隔離式CAN收發(fā)器的傳輸特性也是其重要特點(diǎn)之一。它主要包括發(fā)送延遲、接收延遲和循環(huán)延遲三個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)直接影響到CAN網(wǎng)絡(luò)的通信性能。例如,在CAN協(xié)議中,發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過TXD發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí),RXD也在監(jiān)測(cè)總線狀態(tài)。如果RXD監(jiān)測(cè)到的位與發(fā)送位不一致,節(jié)點(diǎn)會(huì)檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)誤。同樣,在數(shù)據(jù)校驗(yàn)和ACK響應(yīng)位,也需要RXD實(shí)時(shí)獲取總線的數(shù)據(jù)狀態(tài)。因此,小的延遲時(shí)間有助于ACK位的可靠采樣,從而提高通信的可靠性。
在實(shí)際應(yīng)用中,隔離式CAN收發(fā)器廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)設(shè)備、電源系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。例如,恩智浦的TJA1052i就是一款廣泛應(yīng)用于非汽車領(lǐng)域的隔離式CAN收發(fā)器,它在工業(yè)設(shè)備、電源系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化和電動(dòng)汽車充電站等場(chǎng)景中都有出色的表現(xiàn)。
隔離式CAN收發(fā)器通過提供電氣隔離、保護(hù)功能和高效的雙向通信,確保了CAN總線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。它在車載網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要作用不可忽視,是實(shí)現(xiàn)高效、可靠通信的關(guān)鍵組件。
隔離式CAN收發(fā)器的特點(diǎn)
隔離式CAN收發(fā)器是一種重要的電子器件,廣泛應(yīng)用于通信、控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。它在CAN(Controller Area Network)總線系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵角色,通過提供電氣隔離來確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。以下是隔離式CAN收發(fā)器的主要特點(diǎn):
電氣隔離:隔離式CAN收發(fā)器的核心功能是提供電氣隔離。它通過光耦合器或變壓器等元件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離傳輸,確保不同電路之間不會(huì)直接連接。這種隔離可以防止噪聲和干擾的傳遞,避免高電壓對(duì)低電壓電路的干擾或損壞。例如,在工業(yè)控制系統(tǒng)中,隔離式收發(fā)器可以有效保護(hù)控制側(cè)的微處理器不受高壓設(shè)備的影響。
雙向傳輸:為了保證數(shù)據(jù)在兩端的正常傳輸,隔離式CAN收發(fā)器通常支持雙向傳輸功能。這意味著它可以將發(fā)送端的信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩?,同時(shí)也能將接收端的信號(hào)返回到發(fā)送端。這種雙向特性使得隔離式收發(fā)器在多種通信協(xié)議中得以應(yīng)用,確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
適應(yīng)不同電壓:隔離式CAN收發(fā)器能夠適應(yīng)不同的工作電壓,尤其在高壓和低壓電路之間隔離時(shí),確保信號(hào)能夠可靠傳輸而不受電壓差異的影響。例如,CA-IS3050U這款隔離式CAN收發(fā)器的邏輯側(cè)I/O電壓范圍支持2.5V~5V,信號(hào)傳輸速率高達(dá)1Mbps,能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
數(shù)字與模擬信號(hào)支持:許多隔離式CAN收發(fā)器可以處理數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào),支持多種應(yīng)用場(chǎng)景。這使得它們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)更具靈活性,能夠滿足不同信號(hào)處理的需求。例如,TJA1052i在非汽車領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例包括工業(yè)設(shè)備、電源系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化和混合動(dòng)力及純電動(dòng)汽車充電站。
噪聲抑制:在嘈雜的電磁環(huán)境中,信號(hào)傳輸容易受到干擾。隔離式CAN收發(fā)器通過電氣隔離和優(yōu)良的抑噪特性,能夠確保傳輸信號(hào)的完整性和準(zhǔn)確性,提升系統(tǒng)的抗干擾能力。例如,CA-IS3050U具有高共模瞬態(tài)抗擾度(150kV/μs),能夠有效抑制噪聲。
安全性提升:在一些高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中(如電力系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備等),隔離式CAN收發(fā)器能夠降低觸電風(fēng)險(xiǎn)和火災(zāi)危害。通過電氣隔離,工作人員與高壓電路之間的直接接觸被避免,從而增強(qiáng)操作安全性。例如,CA-IS3050U具有–40V至40V的總線故障保護(hù)和熱關(guān)斷功能,可防止輸出短路,確保系統(tǒng)安全。
數(shù)據(jù)完整性:隔離式CAN收發(fā)器能夠防止信號(hào)串?dāng)_,有助于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?。無論是在工業(yè)環(huán)境還是在通信系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤都能通過使用隔離式收發(fā)器得到有效抑制,從而增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如,CTM1051KAT收發(fā)器的固有延遲時(shí)間約為120ns,有助于ACK位的可靠采樣,確保數(shù)據(jù)的完整性。
適應(yīng)性和靈活性:由于隔離式CAN收發(fā)器支持不同的信號(hào)類型和電壓范圍,它們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)具有更高的適應(yīng)性和靈活性,可以廣泛應(yīng)用于各種通信和控制系統(tǒng)中。此外,隔離形式(如光耦合、變壓器等)也能根據(jù)具體需求選擇,進(jìn)一步拓展應(yīng)用范圍。
隔離式CAN收發(fā)器通過提供電氣隔離、雙向傳輸、適應(yīng)不同電壓、噪聲抑制、安全性提升、數(shù)據(jù)完整性以及適應(yīng)性和靈活性等特點(diǎn),成為現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的重要組件。它們?cè)诠I(yè)自動(dòng)化、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
隔離式CAN收發(fā)器的應(yīng)用
隔離式CAN收發(fā)器在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化和汽車電子控制系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,CAN(Controller Area Network)總線作為一種重要的通信協(xié)議,廣泛應(yīng)用于多種設(shè)備的互聯(lián)與數(shù)據(jù)傳輸。隔離式CAN收發(fā)器通過引入電氣隔離技術(shù),顯著提高了系統(tǒng)的可靠性與安全性。
在汽車電子領(lǐng)域,CAN總線已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,用于連接各種電子控制單元(ECU),如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、制動(dòng)系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)等。隔離式CAN收發(fā)器在這些應(yīng)用中尤為重要,因?yàn)樗鼈兡軌蛴行Х乐闺姶鸥蓴_(EMI)和共模噪聲對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。例如,Analog Devices公司的ADM3054BRWZ是一款高性能的隔離式CAN收發(fā)器,支持高達(dá)2500Vrms的隔離電壓,能夠在高電氣應(yīng)力環(huán)境中安全運(yùn)行。其高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率滿足了大多數(shù)實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)的需求,同時(shí)低功耗設(shè)計(jì)有助于延長系統(tǒng)的使用壽命,特別是在電池供電的應(yīng)用中。
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,隔離式CAN收發(fā)器同樣發(fā)揮著重要作用。例如,在傳感器網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)控制和可編程邏輯控制器(PLC)等場(chǎng)合,隔離式CAN收發(fā)器能夠保障安全有效的數(shù)據(jù)傳輸。工業(yè)環(huán)境中的電磁干擾和電壓波動(dòng)非常常見,隔離式CAN收發(fā)器通過物理屏障有效防止干擾源直接影響敏感電路,從而提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力。此外,隔離技術(shù)還能夠在高電壓環(huán)境中保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全。
醫(yī)療設(shè)備對(duì)可靠性的要求極高,隔離式CAN收發(fā)器在醫(yī)療診斷儀器和監(jiān)測(cè)設(shè)備中尤為重要。它們能夠確?;颊邤?shù)據(jù)傳輸過程中的安全和準(zhǔn)確性,防止任何可能的干擾或數(shù)據(jù)丟失。例如,在心電圖機(jī)、血壓監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備中,隔離式CAN收發(fā)器能夠確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和準(zhǔn)確采集,為醫(yī)生提供可靠的診斷依據(jù)。
在航天與國防領(lǐng)域,隔離式CAN收發(fā)器的應(yīng)用也非常廣泛。這些領(lǐng)域的設(shè)備通常需要在極端環(huán)境下工作,如高溫、低溫、高輻射等。隔離式CAN收發(fā)器的熱穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和寬工作電源范圍使其能夠在這些惡劣條件下可靠運(yùn)行。例如,在衛(wèi)星通信系統(tǒng)、導(dǎo)彈控制系統(tǒng)等應(yīng)用中,隔離式CAN收發(fā)器能夠確保信息傳遞的不間斷性和數(shù)據(jù)的完整性。
隔離式CAN收發(fā)器憑借其高可靠性、抗干擾能力和安全性,在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來的隔離式CAN收發(fā)器將朝著更高的集成度、更寬的通信范圍以及更好的電源管理性能方向發(fā)展,為各種復(fù)雜系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定和可靠的通信解決方案。
隔離式CAN收發(fā)器如何選型
隔離式CAN收發(fā)器是連接CAN控制系統(tǒng)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)的橋梁,它能夠?qū)⑿盘?hào)分離并傳輸?shù)讲煌牟糠郑瑥亩3窒到y(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在選型過程中,需要綜合考慮多個(gè)因素,包括電源輸入、信號(hào)輸入、傳輸特性、顯性超時(shí)、低功耗模式等。本文將詳細(xì)介紹隔離式CAN收發(fā)器的選型要點(diǎn),并列舉一些常見的型號(hào)。
一、電源輸入與信號(hào)輸入
隔離式CAN收發(fā)器的輸入主要指連接CAN控制器一側(cè)的輸入特性,包含電源輸入與信號(hào)輸入。根據(jù)控制器的CAN接口電壓,可以選擇3.3V或5V供電的CAN模塊。隔離CAN模塊的正常輸入范圍為VCC±5%,主要考慮CAN總線電平能保持在典型值范圍內(nèi),同時(shí)也使次級(jí)的CAN芯片工作在標(biāo)稱電源電壓附近。對(duì)于單獨(dú)的CAN收發(fā)芯片,需要對(duì)芯片的VIO引腳接入與TXD信號(hào)電平相同的參考電壓,以匹配信號(hào)電平。若沒有VIO引腳,則應(yīng)保持信號(hào)電平與VCC保持一致。使用CTM系列隔離收發(fā)器時(shí),需要匹配TXD的信號(hào)電平與供電電壓一致,即3.3V標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器接口或5V標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器接口。
二、傳輸特性
CAN收發(fā)器的傳輸特性主要為三個(gè)參數(shù):發(fā)送延遲、接收延遲、循環(huán)延遲。選擇CAN收發(fā)器時(shí),我們認(rèn)為其延遲參數(shù)越小越好。小的傳輸延遲有助于ACK位的可靠采樣,增長總線長度。在1Mbps下設(shè)定采樣位置為70%,則從TXD發(fā)送,到RXD接收到ACK位,控制器會(huì)在ACK位時(shí)間起始的70%時(shí)間點(diǎn)采樣,即整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)延遲要小于700ns。在隔離CAN網(wǎng)絡(luò)中,這個(gè)參數(shù)主要由隔離器延遲、CAN驅(qū)動(dòng)器延遲、線纜長度決定。收發(fā)器固有的典型延遲時(shí)間約為120ns。
三、顯性超時(shí)
顯性超時(shí)的增加主要是為了防止CAN總線網(wǎng)絡(luò)由于硬件或軟件故障使得TXD長期處于"0"電平狀態(tài)。TXD保持"0"意味著CAN網(wǎng)絡(luò)為顯性電平,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)都不能收發(fā)數(shù)據(jù),即總線處于癱瘓狀態(tài)。不同收發(fā)器的顯性超時(shí)時(shí)間不同,實(shí)際應(yīng)用需要考慮顯性超時(shí)時(shí)間對(duì)總線最低波特率的影響。CAN協(xié)議規(guī)定錯(cuò)誤幀最多可以有11個(gè)連續(xù)的顯性位,為了避免顯性超時(shí)不對(duì)其造成影響,可以根據(jù)收發(fā)器的最小顯性超時(shí)時(shí)間計(jì)算實(shí)際使用的最低波特率。例如,CTM1051Q的顯性超時(shí)時(shí)間為0.3ms,則計(jì)算最小波特率為11/0.3=36.67kbps。
四、低功耗模式
ISO11898-5給出了低功耗模式的高速CAN總線單元,CAN收發(fā)器可以處于睡眠模式以降低功耗,并通過一定的總線時(shí)序喚醒收發(fā)器。TWK的定義是為了使收發(fā)器僅安全可靠地接收喚醒信號(hào),避免由于總線干擾導(dǎo)致誤觸發(fā)。CAN控制器收到RXD信號(hào)后,可通過軟件設(shè)置觸發(fā)喚醒控制器,從而進(jìn)一步設(shè)置模塊STB引腳進(jìn)入正常工作模式。這種喚醒模式中,當(dāng)總線的所有節(jié)點(diǎn)都處于睡眠狀態(tài)時(shí),只要總線某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出信號(hào),所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)被喚醒。
五、常見型號(hào)
CTM1051Q:這是一款全隔離CAN收發(fā)器模塊,具有低延遲、高可靠性的特點(diǎn)。其顯性超時(shí)時(shí)間為0.3ms,適用于多種工業(yè)應(yīng)用。
TJA1052i:這是恩智浦推出的第三代汽車CAN收發(fā)器,具有低功耗、高抗干擾能力的特點(diǎn)。適用于汽車、工業(yè)設(shè)備、電源系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。
TCAN334:這是TI推出的一款3.3V隔離CAN收發(fā)器,具有低功耗、高可靠性的特點(diǎn)。適用于新能源車及儲(chǔ)能等行業(yè)。
ISO1042:這是TI推出的一款高速隔離CAN收發(fā)器,具有低延遲、高可靠性的特點(diǎn)。適用于工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
六、選型建議
確定電源電壓:根據(jù)CAN控制器的接口電壓選擇3.3V或5V供電的CAN模塊。
考慮傳輸延遲:選擇延遲參數(shù)較小的CAN收發(fā)器,以提高ACK位的可靠采樣,增長總線長度。
評(píng)估顯性超時(shí):根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的顯性超時(shí)時(shí)間,以確??偩€的最低波特率滿足要求。
考慮低功耗模式:如果應(yīng)用需要低功耗,可以選擇支持睡眠模式的CAN收發(fā)器。
選擇可靠品牌:選擇市場(chǎng)上口碑較好的品牌,如TI、恩智浦等,以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
隔離式CAN收發(fā)器的選型需要綜合考慮多個(gè)因素,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過合理選型,可以提高CAN網(wǎng)絡(luò)的性能,滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
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