概要:CAN总线布线常用线性拓扑结构,分支长度有限制。如需更长分支,需调整并评估信号质量。常用“手拉手”式连接,工业现场常用“T”型分支连接,但需避免分支过长引起的信号反射问题。信号质量评估可通过测量CAN差分信号参数或使用CANScope插件分析。
在CAN总线布线规范中,线性拓扑以其简洁高效的特点脱颖而出,然而,当面临需要采用“T”型分支连接,而分支长度却受限于不得超过0.3m的规范时,我们不禁要思考:如何在保证稳定传输的前提下,解决这一长度限制所带来的挑战?
CAN(控制器局域网, controller area network),作为工业现场总线的重要一员,以其分布式控制和实时控制的卓越性能,在工业界赢得了广泛的认可。其拓扑结构多样,包括线性、星形、树状和环形等,每一种都有其独特的特点。
在IOS-11898-2标准中,特别推荐CAN网络采用总线形式的线性拓扑结构。这种结构采用单一信道(总线)作为传输介质,站点间通过硬件接口连接,实现高效的数据传输。线性拓扑的阻抗匹配相对简单,只需在主干两端并联合适的终端电阻即可。
线性拓扑结构中最常见的连接方式是“手拉手”式,这种连接方式简单直观,易于实现。但在许多工业现场和轨道机车应用中,由于线缆众多,为了便于维护,常常采用“T”型分支连接。然而,“T”型连接带来的分支长度限制,却成为了一个需要解决的技术难题。
“T”型连接虽然方便,但分支长度过长会导致阻抗不连续,进而产生信号反射,影响数据传输的稳定性。为了避免这一问题,需要严格控制分支长度。IOS-11898-2中规定,在1M波特率下,分支长度不得超过0.3m。但实际应用中,根据不同波特率,分支长度规范可以适当调整。
那么,如何确定合适的分支长度呢?答案在于节点的信号质量。通过测量节点在不同分支长度下的信号质量,如最小电压幅值、最大电压幅值、信号幅值、波形上升沿时间、波形下降沿时间等参数,我们可以找到合适的分支长度范围。