現(xiàn)場進行CAN通信故障排查時，常常遇見因邊沿緩慢導致的通信錯誤，那邊沿緩慢是由什么原因?qū)е碌哪兀肯旅嫱ㄟ^一個案例帶大家一起看一看。

現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)

圖 1是通過ZPS-CANFD采集的現(xiàn)場CAN網(wǎng)絡的報文和波形數(shù)據(jù)，從報文數(shù)據(jù)觀察，全是錯誤幀，說明CAN網(wǎng)絡出現(xiàn)了通信錯誤，再結(jié)合波形數(shù)據(jù)看，發(fā)現(xiàn)CAN差分波形邊沿很緩，呈現(xiàn)出鐮刀的形狀，我們知道，邊沿的緩慢程度會影響顯隱性電平的識別，所以出現(xiàn)這樣的波形狀態(tài)會容易使CAN網(wǎng)絡出現(xiàn)通信錯誤。

圖1 差分波形邊沿緩慢現(xiàn)象

通過ZPS的【總線邊沿測量】功能對CAN差分波形的上升、下降時間進行測量，可以看到上升、下降時間統(tǒng)計結(jié)果約300ns、600ns。

圖2 差分波形邊沿時間測量結(jié)果

原因排查

我們知道，CAN總線差分電平由低變高（波形邊沿上升）時，收發(fā)器的Q1、Q2是導通的，此時導通的收發(fā)器給電容充電，CAN總線差分電平由高變低（波形邊沿下降）時，收發(fā)器的Q1、Q2是不通的，電容通過終端電阻放電。根據(jù)電容的充放電時間公式 可知，當R確定的情況下，C越大，τ值就會越大，進而會導致上升、下降沿緩慢的現(xiàn)象。

圖3 CAN總線充放電示意圖

通過對現(xiàn)場CAN網(wǎng)絡上的節(jié)點電路檢查，發(fā)現(xiàn)收發(fā)器外圍電路存在TVS管、氣體放電管等保護器件，如圖 4所示，TVS管本身存在結(jié)電容，如果選型較大結(jié)電容的TVS管，如電容值在幾百到上千皮法，那總線組網(wǎng)后結(jié)電容會累計增加，高速通訊的時候總線就會出現(xiàn)邊沿緩慢的波形。

圖4 CAN節(jié)點電路

優(yōu)化后的結(jié)果

將CAN節(jié)點收發(fā)器外圍電路中的TVS管去掉后，再對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集，從波形和對邊沿時間的測量結(jié)果看，邊沿緩慢現(xiàn)象已得到改善，通信也正常了。如圖 6所示，優(yōu)化后的CAN差分上升由300ns左右減少到了30ns左右、下降時間由600ns左右減少到了40ns左右。

圖 5 優(yōu)化后的CAN差分波形

圖6 優(yōu)化后CAN差分波形邊沿時間測量結(jié)果

CAN網(wǎng)絡邊沿緩慢原因排查建議

當CAN網(wǎng)絡出現(xiàn)邊沿過于緩慢時，可以從以下幾個方向進行排查：

1、檢查CAN節(jié)點電路是否添加了等效電容過大的保護器件，如上述案例；

2、檢查CAN節(jié)點電路是否添加了過大的CAN對地、CANL對地、CANH對CANL電容；

3、檢查CAN網(wǎng)絡是否選用了寄生電容過大的通信線纜。

來自ZLG致遠電子公眾號