¿Por qué el bus CAN utiliza una resistencia de 120 ohmios como resistencia de terminación y no cualquier otro valor?

Debes estar familiarizado con Línea de transmisión Teoría para comprender la física más profunda en juego aquí. Dicho esto, aquí está la descripción general de alto nivel:

La importancia de la terminación para su sistema está determinada casi exclusivamente por la longitud de los cables del bus. Aquí la longitud se determina en términos de longitudes de onda. Si su bus es más corta que una longitud de onda sobre 10, la terminación es irrelevante (prácticamente) ya que hay mucho tiempo para que los reflejos introducidos por una falta de coincidencia de impedancia desaparezcan.

La longitud definida en longitudes de onda es una unidad extraña en la primera encuentro. Para convertir a unidades estándar necesita conocer la velocidad de la onda y su frecuencia. La velocidad es una función del medio por el que viaja y del entorno que lo rodea. Por lo general, esto se puede estimar bastante bien a través de la constante dieléctrica del material y asumiendo el espacio libre que rodea ese medio.

La frecuencia es un poco más interesante. Para señales digitales (como las de CAN), le preocupa la frecuencia máxima en la señal digital. Eso está bien aproximado por f, max = 1 / (2 * Tr) donde Tr es el tiempo de aumento (definido 30% -60% del nivel de voltaje final, de manera conservadora).

Por qué es 120 es simplemente una función del diseño limitado por el tamaño físico. No es específicamente importante qué valor eligieron dentro de un rango amplio (por ejemplo, podrían haber elegido 300 ohmios). Sin embargo, todos los dispositivos de la red deben ajustarse a la impedancia del bus, por lo que una vez publicado el estándar CAN no puede haber más debate.

Aquí «s una referencia a la publicación (Gracias @MartinThompson).

Comentarios

• Un tratamiento más profundo de lo que determina la impedancia de línea (120 ohmios en este caso) para cables paralelos o trenzados está en una respuesta a Pregunta de impedancia USB personalizada .

Ese tipo del bus CAN está diseñado para implementarse mediante un par trenzado de cables. La impedancia de la línea de transmisión de un par trenzado no especificado no es exacta, pero 120 Ω va a estar cerca la mayor parte del tiempo para los cables relativamente grandes que se utilizan comúnmente para CAN.

Las resistencias también tienen otra función en CAN. Puede pensar en CAN como un bus colector abierto implementado como un par diferencial. El total de 60 Ω es la unión pasiva del bus CAN. Cuando nada impulsa el autobús, las dos líneas están al mismo voltaje debido a los 60 Ω entre ellas. Para conducir el bus al estado dominante, un nodo separa las líneas, aproximadamente 900 mV cada una, para un total de señal diferencial de 1.8 V. El autobús nunca se conduce activamente al estado recesivo, simplemente suéltelo. Eso significa que la resistencia entre las líneas debe ser lo suficientemente baja como para que las líneas vuelvan al estado inactivo en una fracción de un poco de tiempo.

Tenga en cuenta que el estándar CAN actual no dice nada sobre la capa física. de lo que debe tener estos estados dominantes y recesivos. Puede implementar un bus CAN como una línea de colector abierto de un solo extremo, por ejemplo. El bus diferencial en el que está pensando se usa muy comúnmente con CAN, y está incorporado en chips de controladores de bus de varios fabricantes, como el común Microchip MCP2551.

Comentarios

• Modo Pedant – ISO11898 (que ciertamente es un estándar CAN 🙂 tiene partes 2, 3 y 5 que describen capas físicas. la parte 1 está (como usted dice) limitada a " dominante y recesiva ", al igual que la especificación original de Bosch. en.wikipedia.org/wiki/ISO_11898
• Además, ISO11898 parte 3 (baja velocidad, tolerancia a fallas) especifica que el autobús puede caer volver al modo de un solo cable en caso de que se detecte un corto en una de las líneas emparejadas.

CAN Bus es un bus diferencial. Cada par diferencial de cables es una línea de transmisión. Básicamente, la resistencia de terminación debe coincidir con la Impedancia característica de la línea de transmisión a evitar la reflexión.El bus CAN tiene una impedancia de línea característica nominal de 120 Ω. Debido a eso, estamos usando un valor típico de resistencia de terminación de 120Ω en cada extremo del bus.