CAN FD的降噪措施

judy — Tue, 01 Mar 2022 08:23:13 +0000

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的速度提升和噪声问题
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的噪声问题
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。

针对外部噪声

针对噪声辐射

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

利用共模扼流圈
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

共模扼流圈的质量及模式转换
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。

建议用于CAN FD的共模扼流圈

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

DLW32SH101XF2在传导发射和DPI对策方面皆有效。

文章来源：Murata官网

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