智能汽车CAN FD总线需要什么样的降噪对策?

出处:网络 发布于:2022-11-05 17:02:13

    1. CAN FD是什么
    CAN FD是连接汽车内的ECU或电脑并进行通讯的车内局域网之一。
    CAN FD能够以比以往的CAN标准更快的速度进行通讯。
    2. 噪声问题

    CAN FD具有比以往的CAN更高的比特率,这也增加了CAN通讯时产生的发射噪声问题。

    CAN FD等接口使用被称为差分传输的传输方式。差分传输通过两条信号线之间的电位差传输信号,因此具有不易受外部辐射噪声影响的特点。

    此外,两条信号线上因信号而产生的电波还会相互抵消,因此难以作为噪声向外发射。

    然而,由于各种因素,电路板上会产生共模电流。如果共模电流流入差分传输线的电缆,电缆就会辐射共模噪声。

    3. 噪声问题的对策
    共模扼流圈适合用来解决共模噪声问题。

    共模扼流圈是通过磁力将两条信号线耦合的线圈,能够在不影响差分信号等差模信号的前提下,仅消除共模噪声。

    反相(差模)信号的磁场被消除 → 穿透
    同相(共模)噪声的磁场重叠 → 反射

    原则上,共模扼流圈具有消除共模噪声的功能,但如果两条信号线的线圈均衡被打破,就会发生模式转换,部分差模信号被转换为共模信号,从而产生噪声。

    因此,使用模式转换较少的、能够保持均衡的共模扼流圈是非常重要的。
    村田推荐

    建议用于CAN FD的共模扼流圈

    DLW32SH101XF2
    村田推荐的用于CAN FD的共模扼流圈DLW32SH101XF2,元件尺寸为3.2×2.5mm,共模电感 : 100μH-30%/+50%(at 0.1MHz)。

    元件尺寸

    阻抗-频率特性

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    4. 降噪措施的效果
    确认共模扼流圈的降噪效果

    为了评估共模扼流圈的降噪效果,我们使用信号发生器驱动CAN FD收发器,并通过频谱分析仪观察了CAN-H和CAN-L线上的共模噪声。我们插入三种不同的共模扼流圈,并分别确认了各线圈的效果。

    通过结果可知,噪声级别会随着信号发生器比特率的增加而增加。

    此外,我们还发现,在三种共模扼流圈中,DLW32SH101XF2的降噪效果相对较高。DLW32SH101XF2在各比特率下皆能有效地抑制噪声。

    确认传导发射对策的效果

    之后,我们通过传导发射测量(150Ω方法)确认了DLW32SH101XF2的降噪效果。该测量符合IEC 62228-2:2019规定的“射频干扰的发射”条件。

    通过使用DLW32SH101XF2,我们成功地达到了传导发射中限值要求非常严格的Class III标准。

    确认抗扰度对策的效果

    接着,为了确认抗扰度对策的效果,我们进行了抗扰度实验之一的DPI(直接功率注入)实验。

    该测量符合IEC 62228-3:2019规定的“对射频干扰的抗扰度”条件。
    在DPI测试中,通过使用DLW32SH101XF2也能满足限值要求非常严格的Class III标准。
    5. 总结
    ·在CAN FD中,共模噪声是容易经常出现的问题
    ·共模扼流圈可以有效地消除共模噪声
    ·为防止因模式转换而产生共模噪声,共模扼流圈的模式转换特性也非常重要
    ·村田推荐的共模扼流圈DLW32SH101XF2在传导发射和DPI对策方面皆有效
关键词:智能汽车

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