汽车终端电阻测量方法 一种汽车网络终端电阻的最佳匹配方法

1一种汽车网络终端电阻的最佳匹配方法 冉光伟 （广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 广东 广州 510640） 摘要： 此方法结合整车各控制器的布置位置、 线束长度、 线束阻抗、 节点等效电容和等效电阻等因素确定的， 使整个网段的阻抗满足最佳通讯要求。 保证总线信号的正确传输。 在一个既定的高速总线系统中， 可以根据网络最佳等效电阻值和ECU在整车配置的情况， 选择终端电阻值。 对于容错CAN 网络系统中， 采样点要求， 晶振误差和带宽已经明确， 在满足CAN总线节点条件和网络限制条件下， 建立总线的驱动模型及线束等效阻抗， 根据线束和节点阻抗， 计算出等效电容， 就可以推导出对应合适的电阻值。 关键词： CAN总线； 终端电阻； 操作电容； 最佳匹配 引 言 CAN-bus 是国际上应用最广泛的现场总线之一， 一种多主方式的串行通讯总线， 基本设计规范要求有高的位速率， 高抗电磁干扰性， 而且能够检测出产生的任何错误， 当信号传输距离达到 10Km 时 CAN-bus 仍可提供高达 5Kbps 的数据传输速率， 由于 CAN 串行通讯总线具有技术先进、 可靠性高、 功能完善、 成本合理等这些特性， 它很自然地在汽车、 制造业以及航空工业中受到广泛应用。

自 1980 年起， 众多国际知名汽车公司开始积极致力于汽车网络技术的研究及应用。汽车网络的使用解决了点对点式车身布线带来的问题， 使车身布线趋于更规范化、 标准化， 降低了成本， 增强了稳定性。 迄今为止， 已有 Bosch 的 CAN、 SAE 的 J1850、 ISO 的VAN、 Philips 的 D2B 和 LIN 协会的 LIN 等多种网络标准。 为方便研究和设计使用， 美国汽车工程师协会(SAE) 根据速率的不同， 将汽车网络划分为 A、 B、 C 三类， 如表 1 所列。 表 1 汽车网络的划分 类别 对象 位速率/kbps应用范围 A 面向传感器/执行器控制器的低速网络 1 - 10 电动门窗、 座椅调节、 灯光照明等控制 B 面向独立模块间数据共享的中速网络 10 - 125 电子车辆信息中心、 故障诊断、 仪表显示、 安全气囊等系统 C 面向高速、 实时闭环控制的多路传输网 125 - 1000 悬架控制、 牵引控制、 发动机控制、 ABS 等系统 总线的高抗电磁干扰性， 需要在 CAN 接口电路中作一些抗干扰措施， 比如电阻，电容等。 电阻电容的取值直接影响到总线波形的上升沿和下降沿， 因为终端电阻的不同配置会对网络信号的充放电时间产生不同的影响， 终端电阻的存在， 有效地防止信号反射， 提高了信号的可靠性。

现在国内主机厂在总线设计过程中， 高速 CAN（C 类） 终端电阻一般在总线距离最长的两端设置 120Ω 终端电阻， 而中速 CAN（B 类） 一般选 2择一个大电阻， 如 1.3Kohm 等。 并没有经过严格的计算， 最终产生的波形会产生偏移或采样错误等情况发生。 为了保证传输总线电压波形的正确性， 使接收节点正确采样，并且能够有效的抑制干扰， 选择最佳的终端电阻值尤为重要。 1. 高速CAN终端电阻的最佳匹配 1.1 终端电阻连接方式 一个高速CAN网络上的控制器的终端电阻连接方式如下图1所示： 图1 高速CAN网络上的控制器的终端电阻连接方式 在正常工作模式下， 隐性状态时， CANH线和CANL线的电压被置为Vcc/2。 ECU的终端一般分为主要终端和次级终端， 主要终端一般存在于总线距离最远的的两个ECU中， 附有主要终端电阻的ECU在所有整车配置中是必须存在的。 次级终端也称为“弱终端”， 可以根据EMC的需求， 选择性添加。 1.2 限制条件对于高速CAN的主要终端的限制条件如下： ① 主要终端电阻的大小为120Ω左右， 采用分裂式终端， 因此每一个电阻的大小为60Ω左右。