Dlaczego magistrala CAN używa rezystora 120 omów jako rezystora końcowego, a nie żadnej innej wartości?

Musisz znać Linia transmisji Teoria , aby zrozumieć głębszą fizykę w grze. To powiedziawszy, oto ogólny przegląd:

To, jak ważna jest terminacja dla systemu, zależy prawie wyłącznie od długości przewodów magistrali. Tutaj długość jest określana za pomocą długości fal. Jeśli magistrala jest krótsza niż jedna długość fali powyżej 10, zakończenie jest nieistotne (praktycznie), ponieważ jest dużo czasu na zanik odbić wprowadzonych z niedopasowania impedancji.

Długość zdefiniowana w długościach fal jest dziwną jednostką na początku Aby przeliczyć na jednostki standardowe, musisz znać prędkość fali i jej częstotliwość. Prędkość jest funkcją medium, przez które przechodzi, i środowiska otaczającego medium. Zwykle można to dość dobrze oszacować poprzez stałą dielektryczną materiału i zakładając wolną przestrzeń otaczającą to medium.

Trochę bardziej interesująca jest częstotliwość. W przypadku sygnałów cyfrowych (takich jak w CAN) chodzi o maksymalną częstotliwość sygnału cyfrowego. Jest to dobrze przybliżone przez f, max = 1 / (2 * Tr), gdzie Tr to czas narastania (określony konserwatywnie 30% -60% końcowego poziomu napięcia).

Dlaczego jest to 120 jest po prostu funkcją projektu ograniczoną rozmiarem fizycznym. Nie jest szczególnie ważne, jaką wartość wybrali w szerokim zakresie (na przykład mogliby iść z 300 Ohm). Jednak wszystkie urządzenia w sieci muszą być zgodne z impedancją magistrali, więc po opublikowaniu standardu CAN nie można już dyskutować.

Tutaj „s odniesienie do publikacji (z podziękowaniami @MartinThompson).

Komentarze

• Bardziej szczegółowe omówienie tego, co określa impedancję linii (w tym przypadku 120 omów) dla równoległych lub skręconych przewodów jest w odpowiedzi na pytanie dotyczące niestandardowej impedancji USB .

Ten typ szyny CAN ma być realizowane za pomocą skrętki. Impedancja linii transmisyjnej nieokreślonej skrętki nie jest dokładna, ale 120 Ω będzie w większości przypadków zbliżone dla stosunkowo dużych przewodów powszechnie używanych w CAN.

Rezystory pełnią także inną funkcję w CAN. Możesz myśleć o CAN jako o magistrali otwartego kolektora zaimplementowanej jako para różnicowa. Łącznie 60 Ω to pasywne połączenie szyny CAN. Gdy nic nie napędza autobusu, dwie linie mają to samo napięcie ze względu na 60 Ω między nimi. Aby doprowadzić magistralę do stanu dominującego, węzeł rozdziela linie, po około 900 mV każda, co daje w sumie sygnał różnicowy 1,8 V. Autobus nigdy nie jest aktywnie prowadzony do stanu recesywnego, wystarczy go puścić. Oznacza to, że opór między liniami musi być wystarczająco niski, aby linie wróciły do stanu bezczynności w ułamku czasu.

Należy pamiętać, że rzeczywisty standard CAN nie mówi nic o warstwie fizycznej. niż musi mieć te stany dominujące i recesywne. Na przykład można zaimplementować magistralę CAN jako pojedynczą linię z otwartym kolektorem. Magistrala różnicowa, o której myślisz, jest bardzo często używana z CAN i jest zawarta w chipach sterowników magistrali różnych producentów, takich jak zwykły Microchip MCP2551.

Komentarze

• Tryb pedantyczny – ISO11898 (który jest z pewnością a standardem CAN 🙂 zawiera części 2, 3 i 5, które opisują warstwy fizyczne. część 1 jest (jak mówisz) ograniczona do " dominującego i recesywnego " – tak jak oryginalna specyfikacja Bosch. en.wikipedia.org/wiki/ISO_11898
• Ponadto część 3 normy ISO11898 (niska prędkość, odporność na błędy) określa, że magistrala może spaść powrót do trybu jednoprzewodowego w przypadku wykrycia zwarcia na jednej ze sparowanych linii.

Magistrala CAN to magistrala różnicowa. Każda para przewodów różnicowych jest linią transmisyjną. Zasadniczo rezystor obciążeniowy powinien pasować do impedancji charakterystycznej linii transmisyjnej do unikaj refleksji.Magistrala CAN ma nominalną charakterystyczną impedancję linii 120Ω. Z tego powodu używamy typowych rezystorów terminujących o wartości 120Ω na każdym końcu magistrali.