CANFD电磁兼容性能分析及改善方案

本文摘要：CAN总线技术应用于更加普遍，但由于在工业设备、工业自动化等领域，电磁干扰更为相当严重，确保CAN总线的长时间通信尤为重要。本文将分析配上高速CANFD收发器的总线网络电磁干扰的原因，及明确提高方案。CANFD网络下电磁兼容分析在电子产品的设计中，电磁兼容EMC性能对系统的影响十分大，关系到其能长时间平稳运转。世界上早已开始对电子产品的电磁兼容性做到强制性容许，电磁兼容性能早已沦为产品性能的一个最重要指标。

CAN总线技术应用于更加普遍，但由于在工业设备、工业自动化等领域，电磁干扰更为相当严重，确保CAN总线的长时间通信尤为重要。本文将分析配上高速CANFD收发器的总线网络电磁干扰的原因，及明确提高方案。CANFD网络下电磁兼容分析在电子产品的设计中，电磁兼容EMC性能对系统的影响十分大，关系到其能长时间平稳运转。世界上早已开始对电子产品的电磁兼容性做到强制性容许，电磁兼容性能早已沦为产品性能的一个最重要指标。

电磁兼容主要有两方面的内容，一个是产品本身对外界产生不当的电磁干扰影响，称作电磁干扰升空EMI；另一个是对外界电磁信号的脆弱程度称作电磁敏感度EMS。干扰源、有异途径及脆弱设备是电磁兼容的三要素，缺一不可。

电磁兼容的详尽内容如图1右图。图1电磁兼容如图1右图，电磁干扰信号的耦合途径有传导和电磁辐射两种。

而根据耦合结果有所不同，阻碍又分成共模阻碍和差模阻碍，共模阻碍不存在于所有的信号线（还包括信号线、数据线和电源线等）和地线之间，而差模阻碍不存在于信号线之间。提升电磁兼容性措施的有三个方面：提升电子设备本身的EMC性能、对辐射性耦合用于屏蔽技术加以诱导、对传导耦合采行隔绝加以诱导。1、EMC设计系统主站和从车站电路板的设计对系统的EMC至关重要，而一个电路板的电磁辐射能力和接管能力往往是完全一致的。

因此，在提升电路板抗干扰能力的同时，也诱导了电路板的电磁辐射。PCB板的EMC设计主要因素有以下几点：元器件自由选择和布局自由选择EMC性能好的元器件，并尽可能自由选择表面贴装的PCB形式。器件合理布局，把互相有关的器件尽可能敲得附近些，使各部件之间的引线尽可能较短。尤其是微控制器和CAN控制器的时钟源晶体一定按规定摆放，否则不会不起衡。

合理布局地线，减少地线电阻地线电平是所有信号的参照电位。理想状态下，电路板上所有的地线应当等电位，但是由于地线电阻的不存在造成地线各点电位有差异，所以应当尽可能增大地线电阻。

最有效地的办法是做到多层板，在中间专门设置一层地线面。平稳电源电路中逻辑门输入状态转换时的瞬时效应、电源线电阻的不存在等不理想状态总会使电源线产生噪声，这些噪声不仅不会导致电路工作的不长时间，而且不会产生较强的电磁辐射。除了设置电源线网格来增大电源线的电感和电阻外，还可以用于储能电容。2、电磁辐射和电磁屏蔽电磁屏蔽是解决问题电磁兼容问题的最重要手段之一，电磁屏蔽不影响电路的长时间工作，不必须改动电路。

屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量，还包括光线损耗和吸取损耗两部分。维持屏蔽体的导电连续性是电磁屏蔽效能的关键CAN总线电缆具备很强的阻碍电磁辐射和阻碍接管能力。双绞线的两根线之间具备较小的电路面积，而且双绞线的每两个邻接返路上感应器出有的电流具备忽略的方向，互相抵销。

双绞线的绞节就越契，则效果就越显著，如图2右图。为了增大系统网络中两路CAN总线之间的串扰，应当将两组双绞线分别屏蔽，电缆中不用于的导线收到信号地。图2减少双绞密度，屏蔽短路3、传导阻碍和信号隔绝系统长时间工作时，产生较小传导性阻碍的环节有：开关电源、何衣驱动器、IO掌控设备等。而危害更大的阻碍则是瞬态阻碍，它的特点是时间较短、幅值大、功率小。

瞬态阻碍的形式有：电机状态转变时产生的电较慢脉冲群阻碍，雷电或大功率电源在电缆上产生的浪涌，静电敲电感应等。传导阻碍以共模形式为主，也有部分差模阻碍。在系统中为确保CAN总线通讯的可靠性而用于的EMC措施有：信号保护器、瞬态诱导二极管TVS、隔绝收发器、光电隔绝等。

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