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[導(dǎo)讀] 在過去幾十年間,控制器局域網(wǎng) (CAN) 應(yīng)用已經(jīng)從主要使用5V協(xié)議控制器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟛糠职?.3V控制器。然而,5V CAN收發(fā)器的使用仍舊很普遍,所以經(jīng)??吹?.3V控制器與5V收發(fā)器配對使用的CAN收發(fā)器應(yīng)用??梢酝ㄟ^在特

 在過去幾十年間,控制器局域網(wǎng) (CAN) 應(yīng)用已經(jīng)從主要使用5V協(xié)議控制器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟛糠职?.3V控制器。然而,5V CAN收發(fā)器的使用仍舊很普遍,所以經(jīng)常看到3.3V控制器與5V收發(fā)器配對使用的CAN收發(fā)器應(yīng)用??梢酝ㄟ^在特定應(yīng)用中采用一個3.3V CAN收發(fā)器解決這種設(shè)置中出現(xiàn)的一些問題。

在一個應(yīng)用中將控制器和收發(fā)器的電源電壓混合在一起需要為每個電壓配備至少一個經(jīng)穩(wěn)壓電源軌。在某些情況下,僅僅是為了支持5V收發(fā)器,就會增加成本、電路板空間、以及總體設(shè)計復(fù)雜程度。對于這些應(yīng)用,將CAN收發(fā)器切換至3.3V電源軌能夠緩解這個問題。

圖1顯示的是采用5V收發(fā)器和3.3V控制器的雙電源軌應(yīng)用的方框圖。圖2顯示了在CAN收發(fā)器和控制器均由3.3V電壓供電運行時有可能實現(xiàn)的更簡單設(shè)置。

圖1:雙電源5V CAN收發(fā)器應(yīng)用

圖2:單電源3.3V CAN收發(fā)器應(yīng)用

一個常有的顧慮就是針對5V和3.3V CAN收發(fā)器的共模偏置電壓的不同,以及這可能導(dǎo)致的通信問題。幸運的是,這個問題已經(jīng)由ISO18898-2標準所解決,這個標準需要CAN兼容收發(fā)器的接收器部分能夠處理-2V至+7V的共模范圍。這一要求在ISO11898-5標準發(fā)布版本中被進一步擴展至±12V范圍。

圖3顯示了3.3V收發(fā)器(通常情況下,偏置到0.7*Vcc,以符合2V和3V CAN標準要求),5V收發(fā)器的共模偏置電壓范圍,以及2個CAN標準所要求的共模輸入范圍。除了那些由混合5V和3.3V CAN收發(fā)器所導(dǎo)致的共模偏移,仍然有很多較大共模偏移裕量。由于共模偏移不是很嚴重的問題,這就實現(xiàn)了互操作性。

圖3:CAN共模范圍

在將3.3V CAN收發(fā)器的共模偏置電壓設(shè)定為除了0.5*Vcc以外的任何值時,有一點需要注意,那就是器件在發(fā)送時會出現(xiàn)共模位移。這個位移出現(xiàn)的原因在于高端和低端驅(qū)動器的驅(qū)動強度大體相同,從而使獲得的顯性位處于Vcc/2的居中位置。每當3.3V收發(fā)器在隱性和顯性位之間轉(zhuǎn)換時就會出現(xiàn)0.7*Vcc到0.5*Vcc的共模位移(圖4)。

共模電壓的位移會在總線上形成有害的傳導(dǎo)和輻射放射。為了消除這些放射,可以在總線上放置一個分離式端接來過濾共模噪聲(圖5)??赏ㄟ^改變電容器的值來調(diào)節(jié)這個過濾器。

圖4:3.3V CAN收發(fā)器的共模位移

圖5:共模濾波

另外一個添加3.3V CAN收發(fā)器的常見問題是它們的輸出差分電壓要小于5V CAN收發(fā)器的輸出差分電壓,因此抗噪性較低。CAN標準通過要求所有收發(fā)器能夠驅(qū)動最低1.5V的輸出差分電壓,并要求接收器具有設(shè)定在0.9V差分電壓上的輸入閥值電壓來解決這個問題。因此,只要3.3V收發(fā)器能夠驅(qū)動1.5V的最低電壓,系統(tǒng)中就會形成0.6V的電壓裕量來應(yīng)對線路損耗和噪聲容限。為了補償電壓凈空的減少,通常情況下,3.3V收發(fā)器內(nèi)的驅(qū)動器的尺寸要大于5V收發(fā)器內(nèi)的驅(qū)動器。

總之,很多人錯誤地認為不能在同一網(wǎng)絡(luò)中將3.3V和5V CAN收發(fā)器混合在一起使用,或者說,無法構(gòu)建一個穩(wěn)健耐用的3.3V CAN網(wǎng)絡(luò)。而事實并非如此。在上市10多年之后,3.3V CAN收發(fā)器在諸如大型家用電器、服務(wù)器背板、智能電網(wǎng)、和電池供電類器件中仍然受到青睞,就是因為它們能夠簡化終端產(chǎn)品設(shè)計。牢記這一點,并且時刻注意共模放射,那么3.3V CAN收發(fā)器就能夠在更多不斷向前發(fā)展的應(yīng)用中大展拳腳。

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