CAN总线电磁干扰效应研究
发布时间：2021-04-13 05:15
目前中国的新能源汽车行业发展迅速,并拥有全球规模最大的市场,但与传统汽车相比,其面临的电磁环境越发严峻,在应用过程中受电磁干扰影响的程度更严重,经常会出现车内控制器局域网（Controller Area Network,CAN）通信错误导致的仪表盘不工作等问题。针对CAN总线出现的一系列问题,通过分析CAN通信原理、总线节点结构及相关文献资料发现,CAN收发器的总线差动电平与数字逻辑电平的相互转换是CAN总线当中最容易受到干扰出错的部分。本论文针对CAN收发器内部CANH和CANL支路不对称性而导致的抗干扰能力不同进行了研究,通过设计两节点CAN测试板并开展电快速瞬变脉冲群（Electrical Fast Transient,EFT）干扰试验得到了 CAN收发器在EFT干扰下的一般规律,提出了一种量化收发器电磁干扰的方法,对分析收发器受干扰出错的原因及其选型和设计有一定参考意义。论文首先介绍了 CAN总线的工作原理、报文传输的格式规范及收发器芯片的内部结构,分析了收发器芯片分别在显性和隐性状态下的工作情况。然后选择SN65HVD232和TJA1051T两款主流收发器芯片进行芯片开封、矢...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３采样点位置??
竞争对手，推出了与之相对应的ＳＮ６５和ＳＮ７５系列收发器％。两家公司的收发器产??品在日常生活、工业应用及军事用途中都占据重要地位，对其主流产品的研宄具有广泛??的代表性。选择德州仪器（ＴＩ）公司的ＳＮ６５ＨＶＤ２３２和恩智浦（ＮＸＰ）公司的ＴＪＡ１０５１Ｔ??两款ＣＡＮ收发器芯片进行研宂，这两款芯片符合ＩＳＯ?１１８９８－２［５力高速ＣＡＮ物理层标??准（收发器）规范，具有相同的封装结构，且数据传输速率均可达１Ｍｂｐｓ。下面以??ＳＮ６５ＨＶＤ２３２芯片为例分析其内部结构和工作原理。图２－５为其引脚图和芯片内部等效??电路图。??｜?＾???ＭＸＰ?｜???Ｄ?Ｅ?尸?８旧?１?，?，??ＧＮＤ?ｍ?２?７?二Ｊ?ＣＡＮＨ?；?ＩＪ?ＴＵ?Ｉ?—艺ＷＸ??Ｖｃｃ?ＣＺ?３?６?Ｚ３?ＣＡＮＬ?ＴＫＢ?！?ｆ：?｜?Ｉ??Ｒ?Ｉ?４?５?口?ＮＣ?］?！?．?Ｌ??！?ｆ?Ｔａ；ＴＯ，??ｌ?Ｊ?－?－?Ｊ?ＩＩ??＾?ＧＮＢ??图２－５?ＳＮ６５ＨＶＤ２３２Ｄ引脚图和芯片内部等效电路图??表２－３?ＳＮ６．５ＨＶＤ２３２Ｄ端口引脚描述??端口名称￣ｉｆｌ?Ｓ??发送数据端口，经控制器处理过的数据通过此端口传入??Ｔｘｄ?１??到收发器然后由收发器发送到总线上??ＧＮＤ?２?接地??Ｖｃｃ?３?３．３Ｖ电源供给??接收数据端口，收发器将从物理总线上接收差动数据处??Ｒｘｄ?４??理为数字信号后传输到控制器??ＮＣ?５?无连接，悬空??ＣＡＮＬ?６?低电平ＣＡＮ总线??ＣＡＮＨ?７?高电平ＣＡＮ总线??ＮＣ?８?无连接，悬空??１３??
厦门理工学脘硕士学位论文??■■Ｏｈ??图３－４待测收发器芯片??图３－４为待测器件实物图，由于ＣＡＮ收发器芯片在显隐性状态下工作情况不同，??因此需要分别比较其显性和隐性状态下ＣＡＮＨ和ＣＡＮＬ端口的阻抗对称性。图３－５所??示为矢量网络分析仪和相关的电路连接。??Ｉ：－??Ｉ??Ｉ??ｓ－ｆ?ｍ??＾?ｉ?■．??通丨?Ｉｇｈｋｈｂ＾ｂ?围?■??■Ｉ?ｉ．Ｗ?ｇｆｅ?通??图３－５矢量网络分析仪和相关的电路连接??以ＳＮ６５ＨＶＤ２３２芯片为例介绍其测量方法，首先是试验设备与待测器件的连接，??在ＰＣＢ板的电源端口接入３．３Ｖ直流电源；待测芯片的Ｔｘｄ端口连接信号发生器，以模??拟ＣＡＮ控制器发出的信号（显性５Ｖ或隐性０Ｖ）；矢量网络分析仪的端口?１连接到待??测芯片的ＣＡＮＨ端口，端口?２连接到待测芯片的ＣＡＮＬ端口。??然后对矢量网络分析仪进行参数设置和校准，主要设置扫描频率范围（Ｓｗｅｅｐ??Ｒａｎｇｅ?）、扫描方式（Ｓｗｅｅｐ?Ｔｙｐｅ?）、信号源功率（Ｓｏｕｒｃｅ?Ｐｏｗｅｒ?）、中频带宽（ＩＦ?Ｂａｎｄｗｉｄｔｉｉ）、??测量点数（ＮｕｍｂｅｒｏｆＰｏｉｎｔｓ）等参数。扫描频率范围的设置方式有两种，一是通过设置??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]芯片表面涂胶的塑封器件开封方法研究[J]. 刘云婷,龚国虎,梁栋程,王晓敏. 电子产品可靠性与环境试验. 2019(02)
[2]基于CAN总线的电动车故障诊断系统设计与实现[J]. 张文强,陈晨,刘文军,李大鹏. 信息通信. 2018(05)
[3]基于CAN总线的乘用车电子电器故障分析方法[J]. 肖珍,王诗豪,吴磊. 汽车电器. 2018(02)
[4]静电放电模型及其失效特征分析[J]. 王斌,朱薇,陈业刚. 科技资讯. 2017(20)
[5]一种用于微波控制电路控制端口的静电/浪涌电压泄放结构[J]. 潘结斌,陈计学,姜楠. 电子与封装. 2016(11)
[6]基于CAN总线的汽车智能系统研究[J]. 罗浚溢,雷霖,陈二阳. 成都大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]基于CAN总线的纯电动汽车故障诊断系统[J]. 崔书超,柴智,南金瑞. 车辆与动力技术. 2012(02)
[8]一款CAN总线收发器芯片的电路设计[J]. 唐兴刚,贺克军,王丽,李传南. 微电子学与计算机. 2011(05)
[9]基于眼图分析的数字通信干扰效果方法研究[J]. 张会,刘伯栋. 舰船电子工程. 2011(02)
[10]CAN信号在线缆中传输特性的研究[J]. 李晓瑜,郑德生,李司光,高飞. 微电子学与计算机. 2009(06)
博士论文
[1]电动汽车RBS与ABS集成控制研究[D]. 吕立亚.南京林业大学 2018
[2]CAN总线实时性和可靠性若干问题的研究[D]. 陈曦.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于矢量网络分析仪的信号完整性分析技术研究[D]. 涂佳瑶.西安电子科技大学 2018
[2]传输线脉冲对电子线路干扰的仿真和测试[D]. 古雪.山东大学 2016
[3]针对传输线的高速收发器研究[D]. 薛含骁.西安电子科技大学 2015
[4]混合动力汽车CAN通讯电磁兼容性能研究[D]. 乔昌盛.吉林大学 2015
[5]电子信息系统电磁兼容故障树技术研究[D]. 周忠洋.西安电子科技大学 2014
[6]基于USB接口的CAN网络分析仪研究与实现[D]. 高顺强.武汉理工大学 2014
[7]CAN总线收发器电路的设计与研究[D]. 王宏莎.电子科技大学 2013
[8]高速CAN收发器的设计与研究[D]. 宫磊.电子科技大学 2011
[9]CAN网络通信及实时性研究[D]. 袁远.兰州大学 2010
[10]CAN总线远距离通讯的研究及TTCAN的分析[D]. 李冬.合肥工业大学 2010
本文编号：3134688
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３采样点位置??
竞争对手，推出了与之相对应的ＳＮ６５和ＳＮ７５系列收发器％。两家公司的收发器产??品在日常生活、工业应用及军事用途中都占据重要地位，对其主流产品的研宄具有广泛??的代表性。选择德州仪器（ＴＩ）公司的ＳＮ６５ＨＶＤ２３２和恩智浦（ＮＸＰ）公司的ＴＪＡ１０５１Ｔ??两款ＣＡＮ收发器芯片进行研宂，这两款芯片符合ＩＳＯ?１１８９８－２［５力高速ＣＡＮ物理层标??准（收发器）规范，具有相同的封装结构，且数据传输速率均可达１Ｍｂｐｓ。下面以??ＳＮ６５ＨＶＤ２３２芯片为例分析其内部结构和工作原理。图２－５为其引脚图和芯片内部等效??电路图。??｜?＾???ＭＸＰ?｜???Ｄ?Ｅ?尸?８旧?１?，?，??ＧＮＤ?ｍ?２?７?二Ｊ?ＣＡＮＨ?；?ＩＪ?ＴＵ?Ｉ?—艺ＷＸ??Ｖｃｃ?ＣＺ?３?６?Ｚ３?ＣＡＮＬ?ＴＫＢ?！?ｆ：?｜?Ｉ??Ｒ?Ｉ?４?５?口?ＮＣ?］?！?．?Ｌ??！?ｆ?Ｔａ；ＴＯ，??ｌ?Ｊ?－?－?Ｊ?ＩＩ??＾?ＧＮＢ??图２－５?ＳＮ６５ＨＶＤ２３２Ｄ引脚图和芯片内部等效电路图??表２－３?ＳＮ６．５ＨＶＤ２３２Ｄ端口引脚描述??端口名称￣ｉｆｌ?Ｓ??发送数据端口，经控制器处理过的数据通过此端口传入??Ｔｘｄ?１??到收发器然后由收发器发送到总线上??ＧＮＤ?２?接地??Ｖｃｃ?３?３．３Ｖ电源供给??接收数据端口，收发器将从物理总线上接收差动数据处??Ｒｘｄ?４??理为数字信号后传输到控制器??ＮＣ?５?无连接，悬空??ＣＡＮＬ?６?低电平ＣＡＮ总线??ＣＡＮＨ?７?高电平ＣＡＮ总线??ＮＣ?８?无连接，悬空??１３??
厦门理工学脘硕士学位论文??■■Ｏｈ??图３－４待测收发器芯片??图３－４为待测器件实物图，由于ＣＡＮ收发器芯片在显隐性状态下工作情况不同，??因此需要分别比较其显性和隐性状态下ＣＡＮＨ和ＣＡＮＬ端口的阻抗对称性。图３－５所??示为矢量网络分析仪和相关的电路连接。??Ｉ：－??Ｉ??Ｉ??ｓ－ｆ?ｍ??＾?ｉ?■．??通丨?Ｉｇｈｋｈｂ＾ｂ?围?■??■Ｉ?ｉ．Ｗ?ｇｆｅ?通??图３－５矢量网络分析仪和相关的电路连接??以ＳＮ６５ＨＶＤ２３２芯片为例介绍其测量方法，首先是试验设备与待测器件的连接，??在ＰＣＢ板的电源端口接入３．３Ｖ直流电源；待测芯片的Ｔｘｄ端口连接信号发生器，以模??拟ＣＡＮ控制器发出的信号（显性５Ｖ或隐性０Ｖ）；矢量网络分析仪的端口?１连接到待??测芯片的ＣＡＮＨ端口，端口?２连接到待测芯片的ＣＡＮＬ端口。??然后对矢量网络分析仪进行参数设置和校准，主要设置扫描频率范围（Ｓｗｅｅｐ??Ｒａｎｇｅ?）、扫描方式（Ｓｗｅｅｐ?Ｔｙｐｅ?）、信号源功率（Ｓｏｕｒｃｅ?Ｐｏｗｅｒ?）、中频带宽（ＩＦ?Ｂａｎｄｗｉｄｔｉｉ）、??测量点数（ＮｕｍｂｅｒｏｆＰｏｉｎｔｓ）等参数。扫描频率范围的设置方式有两种，一是通过设置??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]芯片表面涂胶的塑封器件开封方法研究[J]. 刘云婷,龚国虎,梁栋程,王晓敏. 电子产品可靠性与环境试验. 2019(02)
[2]基于CAN总线的电动车故障诊断系统设计与实现[J]. 张文强,陈晨,刘文军,李大鹏. 信息通信. 2018(05)
[3]基于CAN总线的乘用车电子电器故障分析方法[J]. 肖珍,王诗豪,吴磊. 汽车电器. 2018(02)
[4]静电放电模型及其失效特征分析[J]. 王斌,朱薇,陈业刚. 科技资讯. 2017(20)
[5]一种用于微波控制电路控制端口的静电/浪涌电压泄放结构[J]. 潘结斌,陈计学,姜楠. 电子与封装. 2016(11)
[6]基于CAN总线的汽车智能系统研究[J]. 罗浚溢,雷霖,陈二阳. 成都大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]基于CAN总线的纯电动汽车故障诊断系统[J]. 崔书超,柴智,南金瑞. 车辆与动力技术. 2012(02)
[8]一款CAN总线收发器芯片的电路设计[J]. 唐兴刚,贺克军,王丽,李传南. 微电子学与计算机. 2011(05)
[9]基于眼图分析的数字通信干扰效果方法研究[J]. 张会,刘伯栋. 舰船电子工程. 2011(02)
[10]CAN信号在线缆中传输特性的研究[J]. 李晓瑜,郑德生,李司光,高飞. 微电子学与计算机. 2009(06)
博士论文
[1]电动汽车RBS与ABS集成控制研究[D]. 吕立亚.南京林业大学 2018
[2]CAN总线实时性和可靠性若干问题的研究[D]. 陈曦.天津大学 2010
硕士论文
[1]基于矢量网络分析仪的信号完整性分析技术研究[D]. 涂佳瑶.西安电子科技大学 2018
[2]传输线脉冲对电子线路干扰的仿真和测试[D]. 古雪.山东大学 2016
[3]针对传输线的高速收发器研究[D]. 薛含骁.西安电子科技大学 2015
[4]混合动力汽车CAN通讯电磁兼容性能研究[D]. 乔昌盛.吉林大学 2015
[5]电子信息系统电磁兼容故障树技术研究[D]. 周忠洋.西安电子科技大学 2014
[6]基于USB接口的CAN网络分析仪研究与实现[D]. 高顺强.武汉理工大学 2014
[7]CAN总线收发器电路的设计与研究[D]. 王宏莎.电子科技大学 2013
[8]高速CAN收发器的设计与研究[D]. 宫磊.电子科技大学 2011
[9]CAN网络通信及实时性研究[D]. 袁远.兰州大学 2010
[10]CAN总线远距离通讯的研究及TTCAN的分析[D]. 李冬.合肥工业大学 2010
本文编号：3134688
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