在工业生产中，CAN总线常面临各种干扰现象。例如，在一条流水线上，当两条CAN总线连接22个控制节点时，启动电机会导致总线失控，成功率从未启动电机的100%骤降至16.33%。这种现象在CAN波形图中表现为严重的波形畸变，干扰导致帧错误增加，重发频繁，正确数据无法及时到达。
为了解决这些问题，以下介绍六大CAN总线抗干扰解决方案：
1. **增加CAN接口电气隔离**：干扰不仅会影响信号，还可能烧毁电路板。因此，接口和电源的隔离是抗干扰的第一步。通过使用隔离收发器，如CTM系列隔离收发器，可以有效提升总线通信防护等级，降低采购和生产成本，缩短开发周期。
2. **共收发器的信号地**：采用共CAN收发器的信号地，并使用三线制信号传输，可以有效抑制共模干扰。注意在屏蔽层接法中，应确保近距离外壳等电势。
3. **使用差分信号传输**：差分信号传输可以抑制共模干扰，提高信号的抗干扰能力。
4. **合理布线**：合理布局布线，减少线束之间的干扰，确保信号线与电源线、地线等保持适当距离。
5. **使用滤波器**：在CAN总线接口处添加滤波器，可以抑制高频干扰，提高信号的稳定性。
6. **优化通信协议**：优化CAN总线通信协议，如调整波特率、帧格式等，可以提高总线的抗干扰能力。
总之，通过上述六大抗干扰解决方案，可以有效提高CAN总线的抗干扰能力，确保工业自动化设备的稳定运行。在今后的工业生产和研发中，这些方案将发挥越来越重要的作用。
CAN总线由其高可靠和实时性被广泛应用于新能源汽车、轨道交通、医疗、工程机械等行业,但是由于大部分行业工作环境都比较恶劣,所以提高总线抗干扰能力是目前行业用户最为关注的方向。
常见CAN总线干扰现象
如下为一条流水线有两路CAN总线,一条总线有22个控制节点,每当启动工作时就会出现严重的失控状态,流水线都是通过电机驱动的。在使用CANScope测试发现,在未启动电机情况下,帧统计结果显示100%成功率,如图1所示。
图1 正常工作帧统计
此时CAN波形图如图2所示。
图2 正常波形
然而当电机启动之后,CAN总线质量急剧下滑,使用CANScope帧统计结果显示成功率仅仅为16．33%,如图3所示。
图3 干扰时帧统计
此时的CAN波形图如图4所示,可见干扰导致波形严重畸变。
图4 干扰时波形
干扰导致帧错误增加,重发频繁,正确数据不能及时到达。所以如何解决干扰带来的困扰呢,下面就为大家介绍CAN总线抗干扰的六大解决方案。
一、增加CAN接口电气隔离
干扰不但影响信号,更严重的会导致板子死机或者烧毁,所以接口和电源的隔离是抗干扰的第一步。隔离的主要目的是:避免地回流烧毁电路板和限制干扰的幅度。未隔离时,两个节点的地电位不一致,导致有回流电流,产生共模信号,CAN的抗共模干扰能力是-12～7V,超过这个差值则出现错误,如果共模差超过±36V,烧毁收发器或者电路板。
传统用户都采用分立器件自己搭建隔离电路的方式,如今大家更青睐使用隔离收发器做防护隔离。如图所示的CTM系列隔离收发器的总线隔离技术,与传统分立器件方案相比,产品具备更高的集成度与可靠性,能够有效提升总线通信防护等级,极大程度降低用户的采购与生产成本,大幅缩短开发周期。增加CTM隔离模块后,如图5所示。隔绝了地回流,限制了干扰幅度。
图5 CAN接口电气隔离
二、共收发器的信号地
共CAN收发器的信号地,并且CAN使用三线制信号传输。可以有效抑制共模干扰。注意图6中屏蔽层为近距离外壳等电势的情况下的接线方法。
图6 CAN信号共地
