CAN通信中怎么进行阻抗匹配？

只看该作者 · 2012-9-1 21:51

CAN通信中怎么进行阻抗匹配？
是根据线长吗？
是不是串联一个电阻就行了？
下面这幅图的电阻和电容是起什么作用的？

只看该作者 · 2012-9-1 23:47

本帖最后由 jlgcumt 于 2012-9-2 00:43 编辑

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1万 · 2012-9-2 07:21

本帖最后由阿南于 2012-9-2 07:27 编辑

图上的电阻、电容应该是滤除总线上的高频干扰。
CAN总线通常在总线的两个末端连接120Ω的电阻实现阻抗匹配。
CAN总线在环境中使用的电缆是双绞线，它不像我们只是PCB板上，如DDR、RF板那样通过PCB布线去做PCB阻抗控制。

只看该作者 · 2012-9-2 17:14

本帖最后由 jlgcumt 于 2012-9-2 17:30 编辑

3# 阿南我再问一下电阻值大小在所有的节点都一样呀，我们这个东西是用在汽车里的！
怎么根据节点数来确定电阻值大小，不知道跟线长有没有关系？

只看该作者 · 2012-9-2 17:16

本帖最后由 jlgcumt 于 2012-9-2 17:32 编辑

电阻是直接跨在CAN_H,CAN_L两端的，我见有的USB通信好像是在两根线上各串一个20欧姆的电阻

1万 · 2012-9-2 17:32

CAN主要还是应用在汽车上。这个电阻是需要根据传输线的阻抗关系选取，通常是120ohm，可根据传输线作适当调整。

只看该作者 · 2012-9-2 17:41

多谢了，在网上搜了一下相关内容：这个比较通俗易懂！

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
==========================================================================　　我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U*[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：
P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)
　 =U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]
　 =U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}
对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R]，当R=r时，[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共厄匹配。在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。

从以上分析我们可以得出结论：
如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；
如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R；
如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。

=========================================================================

　　在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配（相等）时，在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。

传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的结构以及材料决定的，而与传输线的长度，以及信号的幅度、频率等均无关。例如，常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75欧，而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线，这在农村使用的电视天线架上比较常见，用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75欧，所以300欧的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢？不知道大家有没有留意到，电视机的附件中，有一个300欧到75欧的阻抗转换器（一个塑料包装的，一端有一个圆形的插头的那个东东，大概有两个大拇指那么大的）？它里面其实就是一个传输线变压器，将300欧的阻抗，变换成75欧的，这样就可以匹配起来了。

这里需要强调一点的是，特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念，它与传输线的长度无关，也不能通过使用欧姆表来测量。为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢？如果不匹配，则会形成反射，能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波（简单的理解，就是有些地方信号强，有些地方信号弱），导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，辐射干扰等。

当阻抗不匹配时，有哪些办法让它匹配呢？
第一，可以考虑使用变压器来做阻抗转换，就像上面所说的电视机中的那个例子那样。
第二，可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法，这在调试射频电路时常使用。
第三，可以考虑使用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低，可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配，例如高速信号线，有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接收器的输入阻抗则比较高，可以使用并联电阻的方法，来跟传输线匹配，例如，485总线接收器，常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。

1万 · 2012-9-2 17:45

120ohm的终端电阻不是放在节点上的，是整个总线的两端即两个主控节点，所以一个系统也就两个终端电阻。非主控节点上的电阻可以取60ohm或更小些，一辆车上最好不要招过10个节点，环境不好的也在每个节点的CAN-H、CAN-L放不超过47pF的对地电容。

只看该作者 · 2012-9-2 19:11

多谢南哥！呵呵

只看该作者 · 2014-11-5 10:57

学习了一下啊

只看该作者 · 2017-5-10 09:51

学习了哈

只看该作者 · 2017-5-20 15:55

好好看看TJA1050的手册就明白了。我直接用手册的电路，波特率500M，没有问题。

只看该作者 · 2017-12-7 20:40

阿南发表于 2012-9-2 17:45
120ohm的终端电阻不是放在节点上的，是整个总线的两端即两个主控节点，所以一个系统也就两个终端电阻。非主 ...

终端电阻的取值怎么计算呢？还有每个节点的电阻取值怎么取？

CAN通信中怎么进行阻抗匹配？

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