線性拓?fù)涫荂AN總線布線規(guī)范中最為常見(jiàn)的,如果采用了線性拓?fù)渲械摹癟”型分支連接,按規(guī)定分支長(zhǎng)度是不能大于0.3m的,需要更長(zhǎng)的分支應(yīng)該怎么辦呢?
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CAN (控制器局域網(wǎng), controller area network)屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇,是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的多主異步串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線性拓?fù)洹⑿切瓮負(fù)?、?shù)狀拓?fù)浜?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1452071.html">環(huán)形拓?fù)?/a>,這幾種拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如圖1所示。
圖1 CAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)
? 線性拓?fù)浣泳€方式
在IOS-11898-2中有高速CAN物理層規(guī)范,其中推薦CAN網(wǎng)絡(luò)采用總線形式的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖2所示,線性拓?fù)銫AN網(wǎng)絡(luò)采用單一信道(總線)作為傳輸介質(zhì),所有的站點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的硬件接口接到一條公共的總線上。線性拓?fù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/503176.html">阻抗匹配比較簡(jiǎn)單,只需要在主干的兩端并上合適的終端電阻即可(2km內(nèi)通常為120Ω)。
圖2 線性拓?fù)?/p>
線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是CAN總線布線規(guī)范中最為常見(jiàn)的,線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,最常用的就是“手拉手”式的連接,如圖3所示。
圖3? “手拉手”式連接
但是在絕大多數(shù)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、軌道機(jī)車中,由于整體線纜非常多,均需要使用接線排,以方便維護(hù)。所以會(huì)采用“T”型分支式連接,如圖4所示。圖4 “T”型連接
“T”型連接分支約束
T型接線方式會(huì)存在由于分支長(zhǎng)度以及分支長(zhǎng)度的積累造成阻抗的不連續(xù),因而接頭處產(chǎn)生信號(hào)“反射”的現(xiàn)象。反射的信號(hào)量由瞬態(tài)阻抗的變化量決定,變化量越大,反射就越嚴(yán)重。分支處產(chǎn)生的是負(fù)相反射,引起信號(hào)電平下沖,這種下沖可能會(huì)超過(guò)噪聲容限,造成誤觸發(fā)。為了避免這種情況發(fā)生,希望反射波盡快回到源端,也就是支線要盡可能短。
如圖5所示,在IOS-11898-2中規(guī)定分支長(zhǎng)度在1M波特率下不得大于0.3m,1M波特率是CAN的最高波特率,所以其他波特率時(shí),分支長(zhǎng)度如果也遵循0.3m規(guī)范,則可以穩(wěn)定運(yùn)行。
圖5 “T”型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>參數(shù)
??如何確定分支長(zhǎng)度
IOS 11898-2中分支長(zhǎng)度的規(guī)定是在1M波特率的條件下,有些場(chǎng)合或許無(wú)法做到很短的分支,根據(jù)不同波特率,分支長(zhǎng)度規(guī)范可以有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。不同波特率下分支長(zhǎng)度可以達(dá)到多少?需要分析節(jié)點(diǎn)的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判,測(cè)量節(jié)點(diǎn)在不同分支長(zhǎng)度下的信號(hào)質(zhì)量,即可找到合適的分支長(zhǎng)度范圍。
如圖6所示,評(píng)估節(jié)點(diǎn)信號(hào)質(zhì)量需要測(cè)量節(jié)點(diǎn)CAN差分信號(hào)的最小電壓幅值、最大電壓幅值、信號(hào)幅值、波形上升沿時(shí)間、波形下降沿時(shí)間、信號(hào)時(shí)間等進(jìn)行綜合評(píng)分,具體參數(shù)指標(biāo)在ISO 11898-2中有詳細(xì)規(guī)定。
圖6 信號(hào)質(zhì)量參數(shù)
信號(hào)質(zhì)量評(píng)估沒(méi)有專業(yè)的工具顯然是件麻煩的事情,想要快速評(píng)判節(jié)點(diǎn)的信號(hào)質(zhì)量,可以使用CANScope的信號(hào)質(zhì)量分析插件一鍵分析。分析插件通過(guò)分析每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)出的波形,自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)分,然后通過(guò)柱狀圖來(lái)直觀顯示出每個(gè)CAN 幀ID 的信號(hào)質(zhì)量(如圖7所示),從而獲得每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)質(zhì)量,定量評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)的物理層質(zhì)量。
圖7 信號(hào)質(zhì)量柱狀圖
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