盘点CAN节点设计时应注意的要点

对于提高CAN总线节点的可靠性而言，隔离、总线阻抗匹配、总线保护等等是离不开的，在设计CAN节点时要注意这些点来提高总线电路可靠性和安全性。下面我们来分别盘点一番：

一、隔离

CAN总线的隔离主要关注信号隔离与电源隔离。

1、信号隔离

常见的信号隔离技术有光耦和磁隔两种。而在CAN总线上建议选用使用磁隔离的方案，因为磁隔离相对来说更为可靠，消除了光耦合器带来的相关不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移的问题。磁偶方案天生就自带25KV/us的瞬态共模抑制能力，并且能够在电压差峰值560V的环境下正常工作可以说是非常优秀了。

 

 

用隔离收发器将总线和控制电路进行电气隔离，不但可以把高压挡在我们的控制系统之外保护操作人员的安全，而且能抑制由接地电势差、接地环路等带来的各种公模干扰，保证总线能在严重干扰和其它系统级噪声存在的情况下不间断、无差错运行。让我们看下面的图片，使用隔离收发器后，就可以避免形成地环路，总线参考地可跟随共模电压的波动而波动，共模电压全部由隔离带承受，共模电压对总线信号变得不再可见，总线从而可以稳定可靠地进行通信。

 

 

2、电源隔离

信号隔离之后，电源也应进行隔离。在此推荐集成模块的方案，众所周知同样功能和性能的电路，电路越少元器件数目越少，连线和焊点的数量也就会减少，出现故障的概率也就会相对降低。因此，直接采用带隔离的DC-DC隔离模块实现即可方便的实现电源的隔离。

 

 

二、阻抗匹配

电信号在在电缆上传输时，若阻抗不连续或发生突变时，就会出现信号反射的现象。这个时候就会出现信号的振铃和地弹，反射的信号叠加在正常的信号上，数据的传输便可能出现错误。为了消减这种信号反射就要让传输电缆上的阻抗保持连续，可电缆虽标准，终归是有终点的，终点的阻抗就会发生突变。为了使总线能够稳定，终点阻抗保持连续，CAN-Bus规定要在电缆两端接入匹配电阻。这个终端电阻的阻值一般选用120Ω。

 

 

三、外围保护

节点若是工作在户外等恶劣的现场环境，环境影响是一个必须要考虑的因素。此时需要对CAN信号端口添加更高等级的防护电路，保证节点不被损坏以及总线的可靠通讯。具体保护电路的设计可以参照下图：

 

 

 

 

上图中除了右端的保护电路，中间使用的CAN隔离收发器模块，该模块主要集成了CAN收发器、DC-DC电源模块、信号隔离电路三部分电路，打包封装成一个独立的模块，可大大简化CAN硬件设定的难度，降低开发时间成本。

 

 

而且目前市面上已出现表贴式CAN收发器，与传统的设计相比，表贴式产品不仅具备更高的集成度与可靠性，并且支持业内所有常用的贴片封装，适用于需要高稳定性CAN总线通讯的场合，能够最大程度的提升用户的生产效能，帮助用户提升总线通信防护等级。