滿足 CAN 收發器的抗擾度要求

三十多年來，控制器區域網絡 (CAN) 收發器作為通信主干一直存在于汽車中。在此期間，電子芯片的數量以及收發器的整體復雜性穩步增加。因此，多個電子子系統必須近距離共存，并在惡劣條件下完美運行。這對組件可以產生的噪聲量（發射）以及它必須承受的噪聲量（抗擾度）施加了限制。在本文中，我將重點介紹收發器在成功部署到車輛中之前必須通過的一項抗擾度測試。

當前系統

電動機、開關轉換器、大電流驅動級和振蕩器屬于噪聲注入器類型，可以在電源線上引入紋波。導航和互聯網子系統等通信模塊以及外部干擾也會增加噪聲，這些噪聲可以傳導或耦合到敏感的電子設備上，并有可能破壞它們的行為。在此背景下，CAN收發器仍有望成功交換數據；為此，它們必須具有很強的抗噪能力。

IEC 62132-4

國際電工委員會 (IEC) 62132-4 標準的創建是為了協調不同設備制造商的要求。它涵蓋了對從 1MHz 到 1GHz 以及高達 39dBm (8W) 功率的直接注入噪聲的抗擾度測量。該設置的框圖如圖 1 所示。

圖1

簡化的抗擾度測試設置。

CAN 收發器（被測設備）設置有 5V、250kHz、50% 占空比方波數據信號發送到其輸入端。收發器的內部電路將該信號的延遲版本鏡像回芯片的接收輸出。然后，耦合網絡將共模噪聲注入到設置中，并根據表 1 中列出的通過/失敗標準評估接收器輸出。在每個頻率下，功率電平增加到測試功率 (39dBm)，以查看是否收發器可以毫無問題地通信。如圖 2 所示，這些逐漸增加的頻率在整個頻段重復到 1GHz。如果收發器具有待機模式，則需要進行第二次測試，將其配置為待機狀態，接收器輸出處于靜態高電平。

表格1

通過-失敗標準。

圖 2

IEC 62132-4 規范限制。

圖 2 中的紅線定義了收發器必須承受的噪聲功率。該測試在使用和不使用外部共模扼流圈 (CMC) 的情況下執行，CMC 可用于抑制共模噪聲。使用 CMC 時，需要通過的峰值功率電平為 39dBm（否則為 36dBm）。請注意，3dBm 對應于 2x 功率電平增量。

由于 CAN 是一種差分協議，確保良好性能的一種方法是確保兩個 CAN 引腳信號路徑中的所有內容都匹配且平衡。這限度地提高了電路的共模抑制并減少了到差分信號的雜散轉換。在峰值功率下，擺幅可達 ±65V。在 >100MHz 時，這些信號可以很容易地耦合到相鄰的信號走線上并造成嚴重破壞，除非它們被設計為能夠承受這種壓力。過濾和屏蔽敏感信號可以確保這種情況不會發生。