CAN隔離與環(huán)路延遲的取舍

作為一個由德國BOSCH開發(fā)的國際化標準組織定義的串行通訊總線，CAN總線容錯能力特別強，不同于傳統(tǒng)的網絡，CAN節(jié)點與節(jié)點之間不會傳輸大數據塊，短數據包模式也使得系統(tǒng)獲得了更好的穩(wěn)定性。在復雜的自動化工業(yè)場景中，每個外圍系統(tǒng)元件都需要通過可靠的通信總線與主控制單元和其他外圍設備通信，CAN 是公認的最充分、最可靠且性價比最高的通信標準。

在工業(yè)場合中，CAN總線接口電路設計時需要將CAN收發(fā)器進行隔離，解決總線干擾、通信異常等問題。有的會選擇帶收發(fā)功能的隔離器件進行電路設計，有的直接選擇集成了收發(fā)器、隔離和外圍電路，封裝好的隔離模塊。

TI隔離式CAN收發(fā)器

TI的收發(fā)器支持CAN和CAN FD通信，高EMC、高總線故障保護、高抗擾度和低輻射保證了其產品在汽車、電機傳動和電力輸送等應用中能實現可靠的數據傳輸。

在工業(yè)場景的通信設計中，TI的ISO1050是被應用的極為廣泛的一款隔離式5V CAN收發(fā)器。ISO1050采用了電鍍隔離，提供2500 VRMS隔離，可為總線和CAN控制器分別提供差分發(fā)射能力和差分接收能力，信號傳輸速率高達1兆位每秒。

ISO1050環(huán)路延遲較低，典型值為150ns，最大不超過210ns，在50kV/μs瞬態(tài)抗擾度下為－27V至40V的總線提供故障保護。ISO1050與隔離式電源一起使用，可以防止數據總線或者其他電路上的噪音電流進入本地接地并干擾和損壞敏感電路。

ISO1050的高共模電壓決定了CAN 器件在不引起數據錯誤的情況下可容忍的共模變化，在有噪聲的環(huán)境中，較高的共模范圍能更好地實現無錯誤通信。而與其他器件相比，ISO1050較高的總線保護電壓為該器件提供了更大的裕度，從而可承受電纜接線錯誤或電源短路的情況。

作為超小型的隔離CAN收發(fā)器，它也減少了不少布板空間。

ADI隔離式CAN收發(fā)器

ADI隔離式CAN收發(fā)器提供數據鏈路層、硬件協(xié)議與CAN總線的物理走線之間的差分物理層接口，其中包括集成了iCoupler和isoPower隔離的收發(fā)器，提供完全隔離式現成CAN PHY。

ADM3058E是ADI旗下最新的高工作電壓5.7kv rms隔離式CAN FD收發(fā)器，能夠支持高達12 Mbps的行業(yè)頂尖數據速率。ADM3058E利用了ADI知名的iCoupler隔離技術，將2通道隔離器和CAN收發(fā)器組合到單個小外形集成電路表面貼裝封裝中，提供CAN控制器和物理層總線之間的隔離。

該器件最大的環(huán)路傳播延遲也不超過155ns，可拓展的共模范圍覆蓋±25V，每項指標都高于收發(fā)器的行業(yè)平均值。這意味著在更長的總線上提供更可靠的通信。在隔離上，5.7 kV rms耐受電壓、1500 V峰值工作電壓和10 kV浪涌測試電壓也足夠提供工業(yè)級別的隔離要求。

在封裝上，ADM3058E也能提供8引腳標準小尺寸封裝，同時具有更高的爬電距離（SOIC_IC）和＞8 mm的爬電距離。

NXP隔離式CAN收發(fā)器

NXP在CAN收發(fā)器上一直都有領先的實力，在隔離式CAN收發(fā)上，雖然并沒有推出很多產品，但勝在質量。

TJA1052i是作為高速CAN收發(fā)器，在CAN協(xié)議控制器和物理雙線CAN總線之間提供一個電隔離的接口。TJA1052i是專門針對高壓和低壓部件之間需要電流隔離屏障應用開發(fā)的。該隔離收發(fā)器使用專有的電容式隔離技術來傳輸和接收CAN信號。這項技術能夠在嘈雜的環(huán)境中進行更可靠的數據通信。TJA1052i實現了在ISO11898-2：2016和SAEJ2284-1到SAEJ2284-5中定義的CAN物理層，這意味著能夠在CAN FD快速階段以高達5Mbit/s的數據速率進行可靠的通信。

TJA1052i屬于NXP的第三代CAN收發(fā)器，比第一代和第二代設備有了顯著的改進。其最大環(huán)路延遲不超過220ns，擁有45kV/μs瞬態(tài)抗擾度。隔離器和收發(fā)器集成到一個SO16封裝中，大大減少了板空間。它還能提供改進的電磁兼容性（EMC）和靜電放電（ESD）性能，并且在收發(fā)器電源電壓關閉時具有理想的無源特性。

小結

隔離器件等外圍電路的引入實現了CAN收發(fā)器的安全隔離，在隔離要求都能滿足的情況下，如何降低回環(huán)延遲，增加實際通訊距離成了各家著力發(fā)展的重點。