为什么CAN总线要隔离以及CAN总线抗干扰的解决方案

本文主要是介绍为什么CAN总线要隔离以及CAN总线抗干扰的解决方案，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

CAN总线虽然有强大的抗干扰和纠错重发机制，但目前CAN被大量应用于比如新能源汽车、轨道交通、医疗、煤矿、电机驱动等行业，而这些场合的电磁环境比较严重，所以如何抗干扰是工程师最为关心的话题。

假如有一个用户，一条流水线有两路CAN总线，一条总线有22个控制节点，每当启动模台就会出现严重的失控状态，模台下是由很多电机驱动的，而操控台下放着变频器。使用CANScope测试发现，在未启动电机情况下，控制台的CAN通信正常，帧统计结果显示100%成功率，如图所示。

然而当模台电机启动之后，CAN总线质量急剧下滑，帧统计结果显示成功率仅仅为16.33%，干扰导致帧错误增加，重发频繁，正确数据不能及时到达。所以如何解决干扰带来的困扰呢，下面就为大家介绍CAN总线抗干扰的解决方案。

增加CAN接口电气隔离

干扰不但影响信号，更严重的会导致板子死机或者烧毁，所以接口和电源的隔离是抗干扰的第一步。隔离的主要目的是：避免地回流烧毁电路板和限制干扰的幅度。如图5所示，未隔离时，两个节点的地电位不一致，导致有回流电流，产生共模信号，CAN的抗共模干扰能力是-12~7V，超过这个差值则出现错误，如果共模差超过±36V，烧毁收发器或者电路板。

传统用户都采用分立器件自己搭建隔离电路的方式，如今大家更青睐使用隔离收发器做防护隔离。如图6所示的CTM系列隔离收发器的总线隔离技术，与传统分立器件方案相比，产品具备更高的集成度与可靠性，能够有效提升总线通信防护等级，极大程度降低用户的采购与生产成本，大幅缩短开发周期。

共CAN收发器的信号地

共CAN收发器的信号地，并且CAN使用三线制信号传输。可以有效抑制共模干扰。注意图8中屏蔽层为近距离外壳等电势的情况下的接线方法。

CAN线保证屏蔽效果与正确接地

带屏蔽层的CAN线，可以良好地抵御电场的干扰，等于整个屏蔽层是一个等势体，避免CAN导线受到干扰。如图9所示，为一个标准的屏蔽双绞线，CANH和CANL通过铝箔和无氧铜丝屏蔽网包裹，如图9所示。需要注意的是和与接插件的连接，在连接部分允许有短于25mm的电缆不用双绞。

使用屏蔽线后，在屏蔽层没有良好接大地前，屏蔽线是不起作用的。所以我们要选择一种接地方式。这里有三种外壳接地法：屏蔽层单点接地，可以避免地回流（不同位置的地电位不同而导致的产生电流），如图10所示。节点信号地阻容接自身外壳，如图所示。屏蔽层分段屏蔽法，如图所示，多点接地可以加快高频干扰信号的泄放，屏蔽层单点接地可以避免地回流，所以要根据实际情况选择合适的接地方式。

提高CAN线双绞程度

CAN总线为了提高抗干扰能力，采用CANH和CANL差分传输，达到效果就是遇到干扰后，可以“同上同下”，最后CANH-CANL的差分值保持不变。如图所示

CANH和CANL要紧密地绞在一起，通常双绞线只有33绞/米，而在强干扰场合，双绞程度要到45-55绞/米才能达到较好的抗干扰效果。另外线缆的芯截面积要大于0.35~0.5mm²，CAN_H对CAN_L的线间电容小于75pF/m，如果采用屏蔽双绞线，CAN_H(或CAN_L)对屏蔽层的电容小于110pF/m。可以更好地降低线缆阻抗，从而降低干扰时抖动电压的幅度。