摘要：為了保證CAN總線物理層的一致性，CANDT系統(tǒng)參考ISO11898-2標準及主流車企標準對CAN節(jié)點相關(guān)的參數(shù)進行測量，本文主要對CANDT的測試項—總線輸入電壓限值測試進行解讀。
一、主要參考來源
總線輸入電壓限值測試項的評估包括隱性輸入電壓限值和顯性輸入電壓限值測試，其參考ISO11898-2標準的原理如下：
1、CAN節(jié)點隱性輸入電壓限值
一個CAN節(jié)點集成電路協(xié)議設(shè)置為總線空閑時，可檢測到的隱性位輸入限值應通過圖 1的電路測量。其中I的值是指可以產(chǎn)生使節(jié)點在隱性狀態(tài)下檢測到隱性位的最大差分輸入電壓的電流值。電壓源U的電壓為：
V=VCAN_H在隱性狀態(tài)下最小的共模電壓
或V＝VCAN_H在隱性狀態(tài)下最大的共模電壓最大值—Vdiff在隱性狀態(tài)下的最大值
圖1 ISO11898-2隱性輸入電壓限值原理
2、CAN節(jié)點顯性輸入電壓限值
一個CAN節(jié)點檢測到顯性位輸入限值的測量方法見圖2，此節(jié)點應該循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)。其中I的值是指可以產(chǎn)生使節(jié)點在隱性狀態(tài)下檢測到顯性位的最小差分輸入電壓的電流值。電壓源U的電壓為：
V=VCAN_L在顯性狀態(tài)下最小的共模電壓
或V＝VCAN_L在顯性狀態(tài)下最大的共模電壓最大值—Vdiff在顯性狀態(tài)下的最大值
圖2 ISO11898-2顯性輸入電壓限值原理
二、CANDT測試原理
CAN總線輸入電壓限值即DUT接收報文過程中能正常識別的差分電壓范圍，按照ISO11898-2的定義，隱性電平上限值為0.5V，當總線出現(xiàn)等于0.5V的差分電平時，DUT應能正確識別為隱性狀態(tài)而正常發(fā)送報文；顯性電平的下限值為0.9V，當總線出現(xiàn)等于0.9V的差分電平時，DUT應能正確識別為顯性電平狀態(tài)而停止發(fā)送報文。即使總線存在一定范圍內(nèi)的共模干擾，也能正確進行以上識別。CANDT測試原理框圖如圖3、圖4所示，其中框圖中的U1是DUT供電電壓、U2是共模電壓、U3是差分電平。
圖3 CANDT設(shè)備隱性輸入電壓限值測試原理框圖
圖4 CANDT設(shè)備顯性輸入電壓限值測試原理框圖
注：ISO11898-2標準中，要求增大差分電壓值的是電流源，由于電流源本身的輸出電容較大，系統(tǒng)響應較慢，不適合來模擬電流源，這里使用電壓源串聯(lián)電阻的方式來等效電流源。
三、CANDT測試流程
1、隱性輸入電壓限值測試
①如測試原理框圖圖3連接狀態(tài)，DUT和CANDT需正常通信；
?、跀嚅_電壓源U3，調(diào)節(jié)電壓源U2，逐步將共模電壓調(diào)到6.5V或-2V，在此期間DUT應能正常發(fā)送報文；
?、壅{(diào)節(jié)電壓源U3，逐步將差分電平調(diào)到隱性電平上限值0.5V，判斷DUT是否能夠正常發(fā)送報文，若能，則表示測試通過；
2、顯性輸出電壓限值測試
?、偃鐪y試原理框圖圖4連接狀態(tài)，DUT和CANDT需正常通信；
?、跀嚅_電壓源U3，調(diào)節(jié)電壓源U2，逐步將共模電壓調(diào)到6.5V或-2V，在此期間DUT應能正常發(fā)送報文；
?、壅{(diào)節(jié)電壓源U3，逐步將差分電平從隱性電平上限值0.5V調(diào)到顯性電平下限值0.9V，判斷DUT是否停止發(fā)送報文，若停止，則表示測試通過；
四、CANDT測試結(jié)果
根據(jù)測試流程，CANDT軟件的測試結(jié)果如圖5所示：
圖5 總線輸入電壓限值測量結(jié)果
五、波形細節(jié)查看
這里以隱性輸入電壓上限值測試為例。隱性輸入電壓上限值測試，即當電壓源U2在CANH上加入6.5V的共模電壓，且電壓源U3的電壓調(diào)節(jié)到0.5V時，DUT應仍能正確識別為隱性狀態(tài)而正常發(fā)送報文，其結(jié)果對應的報文視圖如圖6所示：
圖6 隱性輸入電壓上限值測試對應的波形視圖
其加入6.5V共模電壓及差分電平為0.5V后的波形細節(jié)如圖7所示，當總線處于空閑狀態(tài)時，CANH和CANL的電壓由正常被拉高到共模電壓附近，當總線處于驅(qū)動狀態(tài)時，CANH和CANL的電壓近似顯、隱性狀態(tài)時的正常電壓，在驅(qū)動狀態(tài)過程中，電平轉(zhuǎn)換時由于一直受到共模電壓的影響，隱性電平或顯性電平會有些坡度。
圖7 共模電壓6.5V，隱性電平0.5V
總結(jié)：
總線輸入電壓限值測試的目的是，在共模干擾下，DUT能正確識別到限值的總線輸入電壓，驗證該參數(shù)是否符合參考標準。當然，為了保證CAN總線物理層的一致性，我們還需要測量其它的參數(shù)，后繼會陸續(xù)地為大家介紹CANDT的其它測試項。