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SIT1043Q CAN FD收发器振铃抑制功能实现原理及实际应用

一、SIT1043Q CAN收发器振铃抑制功能简述

随着新能源汽车与自动驾驶技术的深入发展,CAN通信的速率从基础的125kbps速率提升到目前8Mbps速率的应用,通信速率越高对CAN收发器差分信号的质量要求越来越高。威尼斯欢乐娱人v675研发工程师在SIT1043Q芯片中内置振铃抑制电路,在不需要增加任何外围元器件的情况下,用于改善星型网络下高速通信信号质量(星型网络如图1所示),使SIT1043Q CAN FD收发器能支持到5Mbps~8Mbps通信速率,而无需进行大规模网络架构重新设计。

图1:SIT1043Q组成的高速多节点星型CAN网络架构

二、SIT1043Q CAN FD收发器信号增强(SIC)

SIC是Signal Improvement Capability的简称,SIT1043Q CAN FD收发器在实现超低功耗应用的同时,芯片进一步完善SIC功能,具体表现在:1、增加了斜率控制电路提升了总线信号的一致性与对称性,缩短总线信号上升沿与下降沿爬升斜率,减少信号回环时间;2、增加了振铃抑制电路,用于抑制高速率通信下显性电平切换到隐性电平信号振荡。图2展示一个常规CAN FD收发器,其中CAN总线信号在高于900 mV和低于500 mV时产生振铃,从而导致差分信号位撕裂,使接收数据(RXD)信号撕裂。图3展示了具有SIC功能的CAN FD收发器,从而得到完整的RXD信号。

  

图2:无振铃抑制差分信号与RXD信号                                                                   图3:增加振铃抑制后差分信号与RXD信号

三、SIT1043Q CAN FD收发器振铃实现原理

CAN总线在正常通信时有两种逻辑状态:隐性电平和显性电平,如图4所示。

图4:SIT1043Q 总线电压电平

当以差分方式驱动总线时,总线为显性状态,对应于 TXD 和RXD引脚上的逻辑低电平。当总线通过接收器内部的高阻值输入电阻器偏置为VCC/2时,总线为隐性状态,对应TXD和RXD引脚上的逻辑高电平。原理上CAN总线上的隐性到显性信号边沿通常不易产生振铃,因为CAN收发器驱动能力强,同时CAN收发器在显性阶段的发送器输出阻抗约为50Ω,与CAN网络特征阻抗紧密匹配。当总线信号由显性变为隐性电平时,在没有振铃抑制的CAN驱动器差分输出阻抗突然变为约30kΩ,且反射回来的信号遇到阻抗不匹配,在显性到隐性边沿产生振荡信号,从而产生总线信号振铃。为了很好的抑制显隐切换到隐性时总线负载导致的信号振铃,SIT1043Q内置振铃抑制电路,通过总线反馈检测电路,侦测到信号阈值超过一定的电压时,SIT1043Q自动激活振铃抑制电路,通过动态的自动负载调节,实现信号振铃抑制,减少信号反射,实现RXD位信号完整。

四、SIT1043Q CAN FD收发器振铃抑制效果应用实测

在某大型星型网络通信实测中(如图1所示),国外某无振铃抑制1043芯片CAN收发器(图5所示)与SIT1043Q集成振铃抑制电路CAN收发器在同板载环境下试验对比波形(如图6所示)。从单体Ringing测试波形效果看,SIT1043Q的RXD信号完整,振铃抑制效果好,而无振铃抑制的CAN收发器,RXD位信号撕裂不完整。此外,该芯片目前已经大规模应用于:车身控制,智能座舱,域控制器,T-Box、ADAS、智能网关、底盘与动力系统等,通过实际项目应用进一步反馈威尼斯欢乐娱人v675SIT1043Q CAN FD 收发器是一颗性能不错的芯片,推荐大家选型使用。

   

图5:国外某1043收发器无振铃抑制效果波形图                                                          图6:SIT1043QT振铃抑制效果波形图

 

 

 

 

 

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