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              降低隔離式CAN系統的發射并提高抗擾度

              作者:德州儀器時間:2018-12-20來源:電子產品世界收藏

                隨著目前越來越多的系統在不同電壓下運行,從電梯到電動汽車,甚至海事系統,隔離式收發器已經成為不可或缺的一部分。

              本文引用地址:http://www.snowlakeshores.com/article/201812/395859.htm

                這些收發器將(控制器區域網絡)標準的優先和仲裁功能合二為一,并提供隔離的優勢(斷開接地環路、耐壓力差、共模瞬變抗擾度等),有助于保持系統中兩個電壓域之間的可靠通信。

                同非隔離式系統一樣,使用隔離式CAN系統的主要問題在于隔離式CAN收發器的電磁兼容性()性能。性能通過兩個參數衡量:

                1. 設備產生的發射

                2. 系統中干擾產生的抗擾度

                發射

                發射是電磁能量的不必要釋放。在理想情況下,低發射確保子系統能運行可靠,并同時不影響相鄰子系統的性能。

                根據市場(工業或汽車)和應用,系統必須符合不同的發射標準。盡管發射測試是在系統級進行的,但是設計人員通常會選擇滿足組件級要求的組件。這有助于確保單個設備不超過其本身的限值。此外,系統設計和電路板布局也對系統的整體發射性能起著重要的作用。在眾多發射測試中,Zwickau標準是針對汽車應用的嚴格測試,側重CAN收發器的發射性能。

                圖1是測試用電路板的示例。電路板具有三個連接至同一總線的隔離式CAN收發器。在測試點(圖1的CP1)進行發射測量,其中一個收發器發射50%占空比、250 kHz的方波信號。

              1545278084928357.jpg

                圖 1:EMC測試用的德州儀器電路板

                在收發器和總線之間放置共模扼流圈(CMC)會濾除一些發射。在汽車和工業應用中,普遍使用共模扼流圈。

                通過EMC測試板的 ISO1042 以傳統CAN數據速率執行的發射數據見圖2。

              2.png

                圖 2:ISO1042 (500 kbps執行的發射)

                某些認證機構要求在使用CMC的情況下采集數據,這也利于保持低發射。在相同條件下, ISO1042 在發射方面優于競爭設備。

                抗擾度

                抗擾度指設備在存在干擾的情況下正確運行的能力。為了證明隔離式CAN器件的抗噪能力,我們對圖1所示的相同電路執行了直接功率注入(DPI)測試,但采用不同的耦合網絡。對總線上注入的噪音頻率進行掃描,并通過掩膜測試檢查發射和接收模式的差異。測試所注入的噪音信號包括連續波(CW)噪音信號和調幅(AM)噪音信號。AM信號為80%的1-kHz信號。垂直方向上超過一定電壓限值(±0.9 V)或水平方向上超過時間限值(±0.2μs)的變化則視為失敗。

                我們在兩種不同條件下執行了測試:

                無共模扼流圈的36 dBm注入噪音

                帶共模扼流圈的39 dBm噪音信號

                圖3和圖4顯示了傳統CAN在兩種條件下的 ISO1042 圖。在兩種情況下,隔離式CAN性能高于限值線,表明通過了DPI測試。通過這些抗擾度測試可確保通信可靠,降低系統錯誤和故障。

                圖 3:無共模扼流圈的ISO1042 DPI測試

                圖 4:帶共模扼流圈的ISO1042 DPI測試

                預計集成隔離式CAN器件同非隔離式CAN器件一樣,可滿足相同的發射和抗擾度規范??紤]到小型封裝的低發射和高抗擾度, ISO1042 和 ISO1042-Q1 滿足工業和汽車應用的嚴格要求。

                    作者:德州儀器Neel Seshan



              關鍵詞: CAN EMC

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