• 继电保护原理及四性是什么?

    继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化构成继电保护动作的原理

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  • 一文弄清楚继电器是怎么回事

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    09-26 216浏览
  • CAN总线不加终端电阻,会有什么后果?

    在进行CAN总线通信前,应保证正确的总线配置,比如终端电阻。它是影响总线通信的重要组件,下面我们不考虑信号的完整性,只从信号幅度和时间常数方面分析不加终端电阻时的影响。 终端电阻添加要求 根据ISO11898-2对终端电阻的取值规定,必须在总线的首尾两端各挂一个120Ω的终端电阻,即总线上加60Ω的终端电阻,而中间节点则不需要挂终端电阻,如图1所示。 图1  终端电阻 不加终端电阻时的影响 如图2所示,假如我们按照ISO11898标准要求,使用CANScope测试时,加上60Ω的终端电阻,然后以250Kbps的波特率自发自收数据,可以看到报文可以正常发送,且关联的波形也正常。 图2 加终端电阻CANScope自发自收现象 假如CANScope在不加终端电阻的时候,以250Kbps的波特率自发自收数据,如图3所示,发送的数据都是帧ID错误,且关联的波形也出现异常。 图3 未加终端电阻CANScope自发自收现象 对于报文数据,从关联的波形数据可以看到,上升沿没有任何问题,但是下降沿相对于加终端电阻的波形缓慢很多,一直未达到隐性状态,这些是为什么呢?下面我们对其进行一一的解析。 1、为什么影响下降沿? 众所周知,CAN总线的传输方式是差分传输方式,而总线电平的判断,就是CAN收发器根据CANH和CANL线缆之间的差分电压(CANH-CANL)来判断的,总线上传输的电平信号只有两种可能,一是显性电平,二是隐性电平,其中显性电平代表逻辑0,隐性电平代表逻辑1。 首先我们看一下CAN收发器的内部结构,如图4所示: 图4 CAN收发器内部结构 当总线电平为显性时,收发器内部的Q1、Q2处于导通状态,此时CANH、CANL之间会产生压差;当总线电平为隐性时,收发器内部的Q1、Q2处于截止状态,此时CANH、CANL处于无源状态,压差为0。 所以当隐性状态变为显性状态(上升沿)时,主要由收发器中的驱动模块作用,当显性状态变为隐性状态(下降沿)时,是通过整条总线与终端电阻放电产生的,所以总线的终端电阻是影响下降沿缓慢程度的主要物理因素。 2、下降沿为什么迟迟达不到隐性状态? 前面提到,下降沿缓慢程度,受终端电阻的影响,是如何影响的,那这就和时间常数τ有关系了。我们知道,时间常数可由电容(C)和负载电阻(R)确定,即τ=RC,所以当总线上无终端电阻时,CANH和CANL之间的阻值很大,例如CANScope,在未加终端电阻时,测量的电阻值,约91KΩ左右,所以根据时间常数的公式,τ值会很大,所以无法快速消耗掉总线上寄生电容上的电能,从而导致下降沿缓慢,迟迟达不到隐性状态。 图5 RC电路 3、为什么会产生错误帧? 如图6所示,是图3对应的示波器截图,从图中看出,当光标区域的ΔX为一个位,即4us时,差分信号在光标B处的电压YB为3.341V,远高于CAN规范中的隐性电平判断上限值0.5V,显性电平判断下限值0.9V,所以此时的位被判断为显性位,而又由于时间常数远大于250Kbps波特率下的位时间,所以会有超过5个位被判断为显性位,从而破坏了CAN规范中的填充规则,出现了帧ID填充错误。 图6 250Kbps波特率波形细节 为了加深对错误帧产生原因的了解,我们举一个反例,看位时间远大于无终端电阻情况下的时间常数时,会出现什么样的现象。 下面以CANScope不加终端电阻,波特率为10Kbps进行自发自收为例,如图7所示,CANScope报文列表中,无错误帧产生。 通过观察同步的示波器截图,如图8所示,光标区域ΔX为45.6us时,差分信号在光标B处的电压YB为0.4813V,又由于CANScope默认的采样点是75%在光标区域之后,所以此时可正常判断该位为隐性,从而不会导致错误帧的产生。 图7 10Kbps波特率发送报文 图8 10Kbps波特率波形细节 终端电阻添加的方法 在使用CANScope作为测量设备时,除了用户自己外部添加终端电阻的方法外,还可以通过软件配置给被测节点或网络添加终端电阻,其添加的方法,会根据不同的PORT头配件,选择不同的配置方法。 当使用标配件P8251T、P1040T时,勾选图9中的启用终端电阻,即可在总线上添加120Ω的终端电阻;当选配件使用StressZ时,如图10中的RHL,可根据需要设置对应的终端电阻。 图9 标配件P8251T、P1040T终端电阻设置 图10 选配件StressZ终端电阻设置

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