It-teknoloġija tal-linja CAN qed issir dejjem aktar mifruxa. Madankollu, minħabba interferenza elettromanjetika severa f'oqsma bħal tagħmir industrijali u awtomazzjoni industrijali, l-iżgurar ta 'komunikazzjoni normali CAN bus huwa partikolarment importanti. Dan l-artikolu se janalizza l-kawżi ta 'interferenza elettromanjetika fin-netwerks tal-karozzi tal-linja bl-użu ta' transceivers CAN FD ta'-veloċità għolja, kif ukoll soluzzjonijiet speċifiċi għal titjib.
Analiżi tal-Kompatibbiltà Elettromanjetika fin-Netwerks CAN FD
Fid-disinn ta 'prodotti elettroniċi, il-prestazzjoni tal-kompatibilità elettromanjetika (EMC) għandha impatt sinifikanti fuq is-sistema u hija kritika għall-operat normali u stabbli tagħha. Restrizzjonijiet obbligatorji fuq il-kompatibilità elettromanjetika ta 'prodotti elettroniċi diġà ġew implimentati madwar id-dinja, u l-prestazzjoni EMC saret indikatur ewlieni tal-kwalità tal-prodott.
Il-kompatibilità elettromanjetika primarjament tinkludi żewġ aspetti: wieħed huwa l-interferenza elettromanjetika avversa ġġenerata mill-prodott innifsu, magħrufa bħala emissjoni ta 'interferenza elettromanjetika (EMI); l-oħra hija s-sensittività tal-prodott għal sinjali elettromanjetiċi esterni, magħrufa bħala suxxettibilità elettromanjetika (EMS). Is-sors tal-interferenza, il-mogħdija tal-akkoppjar, u t-tagħmir sensittiv huma t-tliet elementi essenzjali tal-kompatibilità elettromanjetika, u l-ebda wieħed ma jista 'jitħalla barra.
Sinjali ta 'interferenza elettromanjetika jistgħu jiġu akkoppjati permezz ta' żewġ mogħdijiet: immexxija u rradjata. Skont il-mekkaniżmu tal-akkoppjar, l-interferenza hija kklassifikata f'interferenza tal-modalità komuni u interferenza tal-modalità-differenzjali. Interferenza komuni-modalità sseħħ bejn il-linji tas-sinjali kollha (inklużi linji tas-sinjali, linji tad-dejta, u linji tal-enerġija) u l-art, filwaqt li interferenza tal-mod-differenzjali sseħħ bejn il-linji tas-sinjali.
Miżuri biex tittejjeb il-kompatibilità elettromanjetika (EMC) jaqgħu fi tliet kategoriji: it-titjib tal-prestazzjoni EMC tat-tagħmir elettroniku innifsu, bl-użu ta 'teknoloġija ta' lqugħ biex irażżan l-igganċjar rradjat, u l-użu ta 'iżolament biex irażżan l-akkoppjar immexxi.
1. Disinn EMC
Id-disinn tal-bordijiet taċ-ċirkwiti master u slave huwa kritiku għall-EMC tas-sistema, u l-abbiltà ta 'bord ta' ċirkwit li jarmu u jirċievi radjazzjoni elettromanjetika ħafna drabi hija konsistenti. Għalhekk, it-titjib tal-immunità ta 'bord ta' ċirkwit għall-interferenza jrażżan ukoll l-emissjonijiet elettromanjetiċi tiegħu. Il-fatturi ewlenin fid-disinn tal-PCB EMC jinkludu dawn li ġejjin:
Għażla tal-Komponent u Tqassim
Agħżel komponenti bi prestazzjoni EMC tajba u ipprijoritizza l-ippakkjar tal-wiċċ-immonta kull meta jkun possibbli. Irranġa l-komponenti b'mod loġiku, billi tpoġġi komponenti relatati kemm jista 'jkun qrib xulxin biex timminimizza t-tul taċ-ċomb bejn il-partijiet. B'mod partikolari, l-oxxillaturi tal-kristall li jservu bħala sorsi ta 'arloġġ għal mikrokontrolluri u kontrolluri CAN għandhom jitqiegħdu skont l-ispeċifikazzjonijiet; inkella, jonqsu milli joxxillaw.
Tqassim ta 'l-art kif suppost biex titnaqqas l-impedenza ta' l-art
Il-potenzjal tal-art iservi bħala l-potenzjal ta 'referenza għas-sinjali kollha. Idealment, il-punti kollha tal-art fuq il-PCB għandhom ikunu fl-istess potenzjal; madankollu, minħabba l-impedenza tal-art, jeżistu differenzi potenzjali bejn il-punti tal-art. Għalhekk, l-impedenza tal-art għandha tiġi minimizzata kemm jista 'jkun. L-aktar metodu effettiv huwa li tuża bord b'ħafna saffi bi pjan terren dedikat fin-nofs.
Stabbilizzazzjoni tal-Provvista tal-Enerġija
Kundizzjonijiet unideal, bħal effetti temporanji matul it-transizzjonijiet tal-istat tal-ħruġ tal-bieb tal-loġika u l-preżenza tal-impedenza tal-linja tal-enerġija, inevitabbilment jintroduċu l-istorbju fil-linji tal-provvista tal-enerġija. Dan il-ħoss mhux biss jikkawża tħaddim anormali taċ-ċirkwit iżda jiġġenera wkoll radjazzjoni elettromanjetika sinifikanti. Minbarra l-użu ta 'malji tal-linja tal-enerġija biex tnaqqas l-inductance u l-impedenza tal-linji tal-enerġija, jistgħu jintużaw ukoll kapaċitaturi tal-ħażna.
2. Radjazzjoni Elettromanjetika u Protezzjoni Elettromanjetika
L-ilqugħ elettromanjetiku huwa wieħed mill-metodi ewlenin biex jiġu indirizzati kwistjonijiet ta 'kompatibilità elettromanjetika. Ma jinterferixxix mat-tħaddim normali taċ-ċirkwiti u ma jeħtieġx modifiki taċ-ċirkwiti. L-effettività ta 'lqugħ hija mkejla mill-prestazzjoni ta' lqugħ tagħha, li tikkonsisti f'żewġ komponenti: telf ta 'rifless u telf ta' assorbiment. Iż-żamma tal-kontinwità elettrika tal-ilqugħ hija kritika għall-effettività tagħha. Il-kejbils tal-karozzi tal-linja CAN huma suxxettibbli ħafna kemm għar-radjazzjoni kif ukoll għal interferenza li tirċievi.
Iż-żona tal-linja bejn iż-żewġ wajers f'kejbil-par mibrum hija żgħira ħafna, u l-kurrenti indotti f'kull żewġ loops ħdejn xulxin huma f'direzzjonijiet opposti, u b'hekk jikkanċellaw lil xulxin. Iktar ma jkun strett it-tidwir fil-kejbil-par mibrum, aktar dan l-effett isir evidenti. Biex titnaqqas il-crosstalk bejn iż-żewġ karozzi tal-linja CAN fis-sistema tan-netwerk, kull par ta 'par mibrumin-kejbils għandhom ikunu protetti separatament, u kwalunkwe kondutturi mhux użati fil-kejbil għandhom ikunu konnessi mal-art tas-sinjal.
Żid id-densità tal-brim; art it-tarka
3. Interferenza mwettqa u Iżolament tas-Sinjal
Waqt it-tħaddim normali tas-sistema, il-komponenti li jiġġeneraw interferenza mmexxija sinifikanti jinkludu provvisti ta 'enerġija tal-iswiċċjar, servo drives, u apparati ta' kontroll I/O. Madankollu, l-aktar tip ta 'ħsara ta' interferenza hija interferenza temporanja, li hija kkaratterizzata minn tul ta 'żmien qasir, amplitudni għolja u qawwa baxxa.
Forom ta 'interferenza temporanja jinkludu: gruppi ta' impulsi elettriċi veloċi ġġenerati meta l-istat ta 'mutur jinbidel; żidiet ikkawżati minn sajjetti jew -qawwa għolja fuq kejbils; u induzzjoni ta' skarigu elettrostatiku (ESD). L-interferenza kondotta hija predominantement mod-komuni, għalkemm isseħħ ukoll xi interferenza tal-mod-differenzjali. Il-miżuri EMC użati fis-sistema biex jiżguraw l-affidabbiltà tal-komunikazzjoni CAN bus jinkludu: protetturi tas-sinjali, dajowds li jrażżnu l-vultaġġ temporanju (TVS), transceivers iżolati, u iżolament ottiku.
Protettur tas-Sinjal
External dedicated signal protectors eliminate interference; for example, the ZF-12Y2 absorbs interference, and the CANFDbridge acts as an isolator.
Protettur tas-Sinjal u Iżolament CANFDBridge
Suppressor tal-Vultaġġ Transitorju (TVS)
Is-soppressori tal-vultaġġ temporanju huma konnessi b'mod parallel bejn il-linja tas-sinjal u l-art tas-sinjali biex jipproteġu l-kejbils minn żidiet ta' vultaġġ għoli-ikkawżati minn sajjetti jew skarigu elettrostatiku. Meta l-vultaġġ fuq it-TVS jaqbeż ċertu limitu, l-apparat imexxi malajr, u b'hekk ixerred l-enerġija ta 'żieda u jillimita l-amplitudni tal-vultaġġ għal firxa speċifika.
Transceivers iżolati
L-iżolament huwa soluzzjoni ideali biex tiġi indirizzata l-interferenza kondotta, li toffri insulazzjoni elettrika eċċellenti u immunità għall-interferenza. Meta tagħżel transceiver iżolat, id-dewmien tat-trasmissjoni għandu jkun il-konsiderazzjoni primarja, peress li jaffettwa kemm id-distanza tat-trażmissjoni kif ukoll il-kwalità tax-xarabank. Huwa rakkomandat li tuża l-CTM5MFD iżolat manjetikament biex tiddisinja ċ-ċirkwit tat-transceiver tal-interface.
Iżolament ottiku
L-iżolament ottiku huwa soluzzjoni ideali biex jiġu indirizzati kwistjonijiet ta 'interferenza kondotti, peress li joffri insulazzjoni elettrika eċċellenti u immunità ta' interferenza. Meta jintgħażlu optocouplers, għandhom jiġu kkunsidrati żewġ parametri: dewmien tal-propagazzjoni u rifjut tal-mod-komun (CMR). Sakemm id-dewmien tal-propagazzjoni jissodisfa r-rekwiżiti tar-rata tal-baud tal-komunikazzjoni tad-dejta, għandhom jintgħażlu mudelli b'rifjut għoli ta'-modalità komuni kull meta jkun possibbli. Il-metodu għall-kejl tal-kapaċità ta' rifjut tal-mod-komuni ta' optocoupler huwa r-rata massima ta' żieda (waqgħa) tal-vultaġġ tal-mod-komuni (CMH/CML) li l-output jista' jiflaħ filwaqt li jibqa' għoli (baxx). Wara li timplimenta l-iżolament ottiku, l-iżolament tal-provvista tal-enerġija għandu wkoll jiġi impjegat.
Sommarju
Ir-radjazzjoni minn diversi sorsi ta 'interferenza hija kumplessa, u li telimina kompletament l-interferenza elettromanjetika hija kompitu impossibbli. Madankollu, abbażi tal-prinċipji fundamentali tal-kompatibilità elettromanjetika, jistgħu jittieħdu miżuri biex tiġi minimizzata l-interferenza elettromanjetika u tinżamm fil-limiti tollerabbli tas-sistema, u b'hekk jiġi żgurat it-tħaddim affidabbli tas-sistema jew it-tagħmir. Il-miżuri ta 'titjib deskritti hawn fuq jistgħu jtejbu b'mod effettiv il-prestazzjoni tal-kompatibilità elettromanjetika tal-apparati CAN FD.