CAN总线十万个为什么 | 为什么CAN总线终端电阻如此重要？

导读

在深入探讨CAN总线技术时，我们不得不关注一个看似微小却极为关键的部分 — 终端电阻。本文将简要阐释终端电阻对于CAN总线性能的重要性，以及它如何成为确保通信稳定和信号清晰不可或缺的因素。

CAN总线终端电阻，顾名思义就是加在总线末端的电阻，它在CAN总线系统中扮演着至关重要的角色，尽管它体积小巧，但其功能不容小觑。终端电阻的主要作用体现在两个方面：

提高抗干扰能力：终端电阻能够加速总线的放电过程，使总线迅速进入隐性状态，从而增强系统的抗干扰性能。

提升信号质量：通过消除阻抗不连续和不匹配问题，终端电阻有助于提升整个总线的信号质量。

 放电速度对比分析

为了展示终端电阻在放电速度上的影响，我们进行了一项模拟实验。

在CANH和CANL之间加入一个220pF的电容，以模拟位速率为500kbit/s的通信环境。结果显示，显性状态恢复到隐性状态的时间长达1.44μs，这在通信速率较高或寄生电容较大的情况下，将严重影响通信质量。

为了确保总线能够快速放电并进入隐性状态，我们在CANH和CANL之间增加了一个60Ω的负载电阻。实验结果表明，显性状态恢复到隐性状态的时间缩短至128ns，与显性建立时间相匹配，显著提高了通信效率。

 信号质量提升

在总线线缆的末端，阻抗的急剧变化会导致信号边沿能量反射，从而在总线信号上产生振铃现象。如果振铃幅度过大，将对整个总线的通信质量造成影响。通过在电缆末端增加一个与线缆特征阻抗相匹配的终端电阻，可以吸收这部分能量，避免振铃的产生。

在另一项模拟实验中，我们以1Mbit/s的位速率，使用大约10米的双绞线连接收发器，并在收发器端接入120Ω的终端电阻以保证隐性转换时间。实验发现，当末端不加负载时，信号上升沿出现了振铃。

而在双绞线末端增加一个120Ω的电阻后，末端信号波形得到明显改善，振铃现象消失。

 结论

在直线型拓扑结构中，线缆两端既是发送端也是接收端，因此两端各需要增加一个终端电阻。

下一期，我们将探讨如何高效调整主线上的终端电阻，以进一步提升CAN总线的性能。