CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的評價方法

CAN(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡，屬多路傳輸系統(tǒng)的一種，是德國Bosch公司20世紀80年代為汽車中應用越來越多的控制器而提出的一種網(wǎng)絡概念，因其良好的性能價格比和可靠性，近年來得到廣泛應用。CAN幾乎成了汽車設計領域一種必須采用的技術手段。為保證整個網(wǎng)絡系統(tǒng)安全、可靠運行，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)必須具備良好的電磁兼容性(EMC)。實踐證明，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的EMC很大程度上取決于CAN網(wǎng)絡節(jié)點和線束的接口——集成收發(fā)器的性能。因此，評價CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的重點應集中于集成收發(fā)器。

CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的分析
CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)作為汽車的子系統(tǒng)，其電磁兼容性可以通過測試整車EMC間接地確定。標準ISO 11451和標準CISPR 25分別給出了整車抗擾性和輻射的測試方法。然而，整車測試不但費用昂貴，而且只能在開發(fā)的后期進行，如果因為某個元件或者集成電路導致測試失敗，將造成巨大損失。

為避免損失，可通過測試元件或集成電路的EMC，預先評價CAN總線的EMC，這樣不但能提前發(fā)現(xiàn)問題，而且非常經(jīng)濟。SAE和ISO/IEC已經(jīng)制定了幾種元件級的測試方法，為元件級EMC測試提供了通用的框架。為了具體評價CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的EMC，需要首先分析其電磁兼容環(huán)境。

如圖1所示，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)由一系列的網(wǎng)絡節(jié)點通過總線相互連接組成?？偩€可看作是接收和發(fā)射電磁能量的天線，充當能量耦合的環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡節(jié)點既是干擾源又是被擾對象。由此可知，影響CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的兩個要素是線束的EMC耦合和網(wǎng)絡節(jié)點的EMC。其中線束的EMC耦合因數(shù)與CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC評價標準的制定有關，網(wǎng)絡節(jié)點的EMC則是整個CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的直接度量標準。另外由網(wǎng)絡結構可知，收發(fā)器是網(wǎng)絡節(jié)點和線束的接口，因此收發(fā)器的EMC應是測試CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的關鍵，通過測試收發(fā)器的EMC可以有效地預評價CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的EMC。

圖1 CAN總線系統(tǒng)結構圖

評價CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)EMC的基本標準
由于被測裝置將在汽車上使用，所以測試方法應從現(xiàn)在的汽車EMC測試國際標準ISO 11451、CISPR25、ISO 11452中挑選。這些標準對應不同的測試裝置和耦合方法，提供了一系列的測試方法。選擇EMC測試方法的依據(jù)是在有限設備的支持下，測試中以反復地進行。為此，需要在被測電路和測試儀器之間提供一種已知的、易復現(xiàn)的耦合方式。對于評價收發(fā)器類型的集成電路，采用被測裝置和測試儀器之間直接耦合的方法即可達到上述要求。國際標準ISO 11452－7提供了直接耦合的測試方法，可用于元件級抗擾性的測試。