CAN总线物理层特性：共模电压与电气参数

"共模总线电压范围-常微分方程定性与稳定性理论" 本文主要探讨了汽车行业的高速通信协议——控制器区域网络（Controller Area Network，简称CAN），特别是ISO11898-2-2标准中关于高速介质访问单元（MAU）的物理层特性。这些特性对确保CAN总线在高速通信中的稳定性和可靠性至关重要。 1. 总线电压 总线电压由VCAN_L和VCAN_H表示，它们定义了CAN总线上的CAN_L和CAN_H两条线相对于地的电压水平。这两个电压值决定了CAN节点在通信过程中的信号状态。 2. 共模总线电压范围 共模电压是指CAN_L和CAN_H两条线相对于地的平均电压。为了保证在满载情况下（即总线上连接的CAN节点达到最大数量）的正常通信，必须维持合适的共模电压范围。这确保了所有节点都能正确解析信号，避免通信错误。 3. 差分内部电容（Cdiff） 当一个CAN节点处于接收状态且与总线断开时，CAN_L和CAN_H之间存在一个电容Cdiff。这个电容对信号的滤波和噪声抑制起着关键作用。 4. 差分内部电阻（Rdiff） 同样在接收状态下，CAN_L和CAN_H之间的电阻Rdiff影响了信号的衰减和反射。它对总线的阻抗匹配和信号质量至关重要。 5. 差分电压（Vdiff） Vdiff是CAN总线的差分电压，等于VCAN_H减去VCAN_L。差分电压是CAN通信的基础，因为其抗干扰能力强，能有效区分高电平和低电平信号。 6. 内部电容（Cin） 当CAN节点断开总线进行接收时，CAN_L或CAN_H与地之间的电容Cin影响信号的稳定性和噪声过滤。 7. 内部延时（tnode） tnode是单个CAN节点从总线断开后，其发送和接收路径相对于协议集成电路（IC）位周期逻辑单元的所有异步延迟之和。这个参数对于确定节点处理和响应信号的速度非常重要。 8. 内部电阻（Rin） Rin是在接收状态下，CAN_L或CAN_H与地之间的电阻，它与Cin共同影响总线信号的质量和稳定。 9. 物理层 物理层是连接CAN节点到总线的电气电路，包括总线比较器和总线驱动器，是模拟信号（总线上的）与节点内部数字信号之间的接口。这一层负责信号的传输和接收，并需符合ISO标准，如ISO7637-3（关于车辆电干扰）和ISO16845（CAN一致性测试计划）等。 总结来说，CAN总线的这些特性涉及了信号传输、噪声抑制、抗干扰能力以及节点间的一致性，这些都是保证高速、可靠、实时通信的关键要素。理解并遵循ISO11898-2-2标准能确保汽车电子系统的CAN网络运行顺畅，满足实时控制和多路复用的需求。