TI、ADI和NXP隔離式CAN收發(fā)器介紹

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))作為一個(gè)由德國BOSCH開發(fā)的國際化標(biāo)準(zhǔn)組織定義的串行通訊總線，CAN總線容錯(cuò)能力特別強(qiáng)，不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，CAN節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)傳輸大數(shù)據(jù)塊，短數(shù)據(jù)包模式也使得系統(tǒng)獲得了更好的穩(wěn)定性。在復(fù)雜的自動(dòng)化工業(yè)場景中，每個(gè)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(shè)備通信，CAN 是公認(rèn)的最充分、最可靠且性價(jià)比最高的通信標(biāo)準(zhǔn)。

在工業(yè)場合中，CAN總線接口電路設(shè)計(jì)時(shí)需要將CAN收發(fā)器進(jìn)行隔離，解決總線干擾、通信異常等問題。有的會(huì)選擇帶收發(fā)功能的隔離器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，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(hù)、高抗擾度和低輻射保證了其產(chǎn)品在汽車、電機(jī)傳動(dòng)和電力輸送等應(yīng)用中能實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

在工業(yè)場景的通信設(shè)計(jì)中，TI的ISO1050是被應(yīng)用得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(dá)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(hù)。ISO1050與隔離式電源一起使用，可以防止數(shù)據(jù)總線或者其他電路上的噪音電流進(jìn)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(shù)據(jù)錯(cuò)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(shí)現(xiàn)無錯(cuò)誤通信。而與其他器件相比，ISO1050較高的總線保護(hù)電壓為該器件提供了更大的裕度，從而可承受電纜接線錯(cuò)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(dá)12 Mbps的行業(yè)頂尖數(shù)據(jù)速率。ADM3058E利用了ADI知名的iCoupler隔離技術(shù)，將2通道隔離器和CAN收發(fā)器組合到單個(gè)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(xiàng)指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)小尺寸封裝，同時(shí)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(lǐng)先的實(shí)力，在隔離式CAN收發(fā)上，雖然并沒有推出很多產(chǎn)品，但勝在質(zhì)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(gè)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(yīng)用開發(fā)的。該隔離收發(fā)器使用專有的電容式隔離技術(shù)來傳輸和接收CAN信號。這項(xiàng)技術(shù)能夠在嘈雜的環(huán)境中進(jìn)行更可靠的數(shù)據(jù)通信。TJA1052i實(shí)現(xiàn)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(dá)5Mbit/s的數(shù)據(jù)速率進(jìn)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(shè)備有了顯著的改進(jìn)。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(gè)SO16封裝中，大大減少了板空間。它還能提供改進(jìn)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(guān)閉時(shí)具有理想的無源特性。

小結(jié)

隔離器件等外圍電路的引入實(shí)現(xiàn)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(shí)際通訊距離成了各家著力發(fā)展的重點(diǎn)。

原文標(biāo)題：CAN隔離與環(huán)路延遲的取舍

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審核編輯：湯梓紅