CAN一致性測試系統(tǒng)之終端電阻與內(nèi)阻測試

在CAN總線測試中,，會遇到找不出原因的錯誤,，那你可能忽略了一個解決異常的利器——終端電阻。究竟終端電阻對CAN總線有什么重要作用和影響呢,？

電信號在電纜中的傳播與光相似,，光從空氣射入水中會發(fā)生光的發(fā)射和折射，電信號在阻抗不連續(xù)或者發(fā)生突變時,，會發(fā)生電信號的發(fā)射,。反射過程比較復(fù)雜，甚至可能發(fā)生多次反射,，發(fā)射的信號可能會混淆在正常信號上,，引起電平變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤,。

一,、什么是終端電阻？

使傳輸電纜的阻抗保持連續(xù)可以有效的消除發(fā)射,，但是電纜總是有終點的,，終點的阻抗肯定會發(fā)生突變，為了使終點阻抗保持連續(xù),，CAN-bus規(guī)定在電纜兩端或者一端接入匹配電阻——終端電阻,，如圖1所示，高速CAN-bus終端電阻的接法,。

圖1 高速CAN-bus終端電阻的接法

小結(jié)：

1. 終端電阻的作用就是吸收反射及回波,，產(chǎn)生信號反射的最大來源就是阻抗不連續(xù)以及不匹配。

2. 如果是加在單獨的兩根線上,，相當(dāng)于一個開環(huán)的狀態(tài),，根據(jù)產(chǎn)生信號反射的來源，也就是這種連接方式會導(dǎo)致單線上阻抗更加不連續(xù),，在末端突然變?yōu)?,，會導(dǎo)致反射成倍增加。

3. 高速CAN所加的兩個120Ω的電阻實際上模擬的是線束連接無窮遠的時候在傳輸線上產(chǎn)生的特性阻抗（不是實際阻抗）,，這是典型經(jīng)驗值,，具體值取決于所采用的線束類型。

二,、終端電阻與總線不匹配的災(zāi)難現(xiàn)場

了解了終端電阻的作用,，那對CAN總線有什么實際影響呢？

1. 終端電阻過小造成信號幅值偏小,，導(dǎo)致信號識別問題,，以致整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂，有時可以通訊,，但極不穩(wěn)定,，如圖2。

圖2

2. 終端電阻過大造成信號幅值偏大,，驅(qū)動力過大,，信號出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,，信號下降沿變緩，即放電時間加長,，最終位寬度識別錯誤,，如圖3。

圖3

在現(xiàn)場遇到以上情況,，通過CANScope加上StressZ擴展板并聯(lián)在被測總線上,，首先進行模擬電阻測試，找到與總線阻抗匹配的阻值,，然后加在總線末端,，信號正常，如圖4,。

圖4

總線末端的終端電阻不可忽略,，每個節(jié)點的終端內(nèi)阻阻值也不可忽略，很多車廠的CAN節(jié)點測試規(guī)范專門有一項內(nèi)阻測試項,，包括：電源和地正常連接的CAN_H內(nèi)阻,、電源和地正常連接的CAN_L內(nèi)阻、丟失正極時被測節(jié)點的輸入內(nèi)阻,、丟失地時被測節(jié)點的輸入內(nèi)阻,、CAN_H與CAN_L之間差分電阻。節(jié)點內(nèi)阻的大小是總線能否有足夠的驅(qū)動力帶動各個節(jié)點的因素之一,，內(nèi)阻測試也是直接可判斷節(jié)點內(nèi)阻是否發(fā)生故障的有效方法,。

三、內(nèi)阻測試原理與方法

圖5 ?內(nèi)阻測試試驗連線圖

圖5中Rtest為測試電阻,，為5KΩ,。根據(jù)內(nèi)阻測試標(biāo)準(zhǔn)，進行測試,。在CANH對地,、CANL對地內(nèi)阻測試時，U=-2V和7V各測試一次,，之后對CANH和CANL開路，測試對地電壓VCAN_H和VCAN_L,。然后將U調(diào)節(jié)為-2V和7V分別各接入測試一次以如下公式計算后,，取平均值（VCAN_H和VCAN_L為開路CANH和CANL對地電壓）：

Rin_H=Rtest×（ VCAN_H – V）/（ V– U）

Rin_L=Rtest×（ VCAN_L – V）/（ V– U）

在CANH對CANL的差分內(nèi)阻測試時，U=5V,，之后將CANH和CANL開路,，測試差分電壓Vdiff。然后將U調(diào)節(jié)為5V接入測試,。以如下公式計算（Vdiff為開路差分電壓）：

Rdiff =Rtest×（ Vdiff – V）/（ V– U）

當(dāng)前行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀是通過外接電壓源,、電流源等外圍設(shè)備,，手動完成測試，主要有接線復(fù)雜,、環(huán)節(jié)多,、測試效率低還并不能保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。怎么才能做到測試方便,、準(zhǔn)確,、快捷呢？

看這里???

4CANDT一致性測試系統(tǒng)

CANDT一致性測試系統(tǒng)可自動化完成CAN節(jié)點物理層,、鏈路層及應(yīng)用層一致性測試,，是當(dāng)前CAN總線測試領(lǐng)域唯一能夠進行完善的物理層自動化測試并導(dǎo)出報表的儀器設(shè)備，詳情架構(gòu)如圖6,。