满足 CAN 收发器的抗扰度要求

三十多年来，控制器区域网络 (CAN) 收发器作为通信主干一直存在于汽车中。在此期间，电子芯片的数量以及收发器的整体复杂性稳步增加。因此，多个电子子系统必须近距离共存，并在恶劣条件下完美运行。这对组件可以产生的噪声量（发射）以及它必须承受的噪声量（抗扰度）施加了限制。在本文中，我将重点介绍收发器在成功部署到车辆中之前必须通过的一项抗扰度测试。

当前系统

电动机、开关转换器、大电流驱动级和振荡器属于噪声注入器类型，可以在电源线上引入纹波。导航和互联网子系统等通信模块以及外部干扰也会增加噪声，这些噪声可以传导或耦合到敏感的电子设备上，并有可能破坏它们的行为。在此背景下，CAN收发器仍有望成功交换数据；为此，它们必须具有很强的抗噪能力。

IEC 62132-4

国际电工委员会 (IEC) 62132-4 标准的创建是为了协调不同设备制造商的要求。它涵盖了对从 1MHz 到 1GHz 以及高达 39dBm (8W) 功率的直接注入噪声的抗扰度测量。该设置的框图如图 1 所示。

图1

简化的抗扰度测试设置。

CAN 收发器（被测设备）设置有 5V、250kHz、50% 占空比方波数据信号发送到其输入端。收发器的内部电路将该信号的延迟版本镜像回芯片的接收输出。然后，耦合网络将共模噪声注入到设置中，并根据表 1 中列出的通过/失败标准评估接收器输出。在每个频率下，功率电平增加到测试功率 (39dBm)，以查看是否收发器可以毫无问题地通信。如图 2 所示，这些逐渐增加的频率在整个频段重复到 1GHz。如果收发器具有待机模式，则需要进行第二次测试，将其配置为待机状态，接收器输出处于静态高电平。

表格1

通过-失败标准。

图 2

IEC 62132-4 规范限制。

图 2 中的红线定义了收发器必须承受的噪声功率。该测试在使用和不使用外部共模扼流圈 (CMC) 的情况下执行，CMC 可用于抑制共模噪声。使用 CMC 时，需要通过的峰值功率电平为 39dBm（否则为 36dBm）。请注意，3dBm 对应于 2x 功率电平增量。

由于 CAN 是一种差分协议，确保良好性能的一种方法是确保两个 CAN 引脚信号路径中的所有内容都匹配且平衡。这限度地提高了电路的共模抑制并减少了到差分信号的杂散转换。在峰值功率下，摆幅可达 ±65V。在 >100MHz 时，这些信号可以很容易地耦合到相邻的信号走线上并造成严重破坏，除非它们被设计为能够承受这种压力。过滤和屏蔽敏感信号可以确保这种情况不会发生。