智能汽車(chē)CAN FD總線需要什么樣的降噪對(duì)策？

1. CAN FD是什么

CAN FD是連接汽車(chē)內(nèi)的ECU或電腦并進(jìn)行通訊的車(chē)內(nèi)局域網(wǎng)之一。

CAN FD能夠以比以往的CAN標(biāo)準(zhǔn)更快的速度進(jìn)行通訊。

2. 噪聲問(wèn)題

CAN FD具有比以往的CAN更高的比特率，這也增加了CAN通訊時(shí)產(chǎn)生的發(fā)射噪聲問(wèn)題。

CAN FD等接口使用被稱(chēng)為差分傳輸?shù)膫鬏敺绞?。差分傳輸通過(guò)兩條信號(hào)線之間的電位差傳輸信號(hào)，因此具有不易受外部輻射噪聲影響的特點(diǎn)。

此外，兩條信號(hào)線上因信號(hào)而產(chǎn)生的電波還會(huì)相互抵消，因此難以作為噪聲向外發(fā)射。

然而，由于各種因素，電路板上會(huì)產(chǎn)生共模電流。如果共模電流流入差分傳輸線的電纜，電纜就會(huì)輻射共模噪聲。

3. 噪聲問(wèn)題的對(duì)策

共模扼流圈適合用來(lái)解決共模噪聲問(wèn)題。

共模扼流圈是通過(guò)磁力將兩條信號(hào)線耦合的線圈，能夠在不影響差分信號(hào)等差模信號(hào)的前提下，僅消除共模噪聲。

反相（差模）信號(hào)的磁場(chǎng)被消除→穿透

同相（共模）噪聲的磁場(chǎng)重疊→反射

原則上，共模扼流圈具有消除共模噪聲的功能，但如果兩條信號(hào)線的線圈均衡被打破，就會(huì)發(fā)生模式轉(zhuǎn)換，部分差模信號(hào)被轉(zhuǎn)換為共模信號(hào)，從而產(chǎn)生噪聲。

因此，使用模式轉(zhuǎn)換較少的、能夠保持均衡的共模扼流圈是非常重要的。

村田推薦

建議用于CAN FD的共模扼流圈

DLW32SH101XF2

村田推薦的用于CAN FD的共模扼流圈DLW32SH101XF2，元件尺寸為3.2×2.5mm，共模電感 : 100μH-30%/+50%（at 0.1MHz）。

元件尺寸

阻抗-頻率特性

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4. 降噪措施的效果

確認(rèn)共模扼流圈的降噪效果

為了評(píng)估共模扼流圈的降噪效果，我們使用信號(hào)發(fā)生器驅(qū)動(dòng)CAN FD收發(fā)器，并通過(guò)頻譜分析儀觀察了CAN-H和CAN-L線上的共模噪聲。我們插入三種不同的共模扼流圈，并分別確認(rèn)了各線圈的效果。

通過(guò)結(jié)果可知，噪聲級(jí)別會(huì)隨著信號(hào)發(fā)生器比特率的增加而增加。

此外，我們還發(fā)現(xiàn)，在三種共模扼流圈中，DLW32SH101XF2的降噪效果相對(duì)較高。DLW32SH101XF2在各比特率下皆能有效地抑制噪聲。

確認(rèn)傳導(dǎo)發(fā)射對(duì)策的效果

之后，我們通過(guò)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量（150Ω方法）確認(rèn)了DLW32SH101XF2的降噪效果。該測(cè)量符合IEC 62228-2:2019規(guī)定的“射頻干擾的發(fā)射”條件。

通過(guò)使用DLW32SH101XF2，我們成功地達(dá)到了傳導(dǎo)發(fā)射中限值要求非常嚴(yán)格的Class III標(biāo)準(zhǔn)。

確認(rèn)抗擾度對(duì)策的效果

接著，為了確認(rèn)抗擾度對(duì)策的效果，我們進(jìn)行了抗擾度實(shí)驗(yàn)之一的DPI（直接功率注入）實(shí)驗(yàn)。

該測(cè)量符合IEC 62228-3:2019規(guī)定的“對(duì)射頻干擾的抗擾度”條件。

在DPI測(cè)試中，通過(guò)使用DLW32SH101XF2也能滿足限值要求非常嚴(yán)格的Class III標(biāo)準(zhǔn)。

5. 總結(jié)

在CAN FD中，共模噪聲是容易經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題

共模扼流圈可以有效地消除共模噪聲

為防止因模式轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生共模噪聲，共模扼流圈的模式轉(zhuǎn)換特性也非常重要

村田推薦的共模扼流圈DLW32SH101XF2在傳導(dǎo)發(fā)射和DPI對(duì)策方面皆有效

文章來(lái)源：Murata村田中國(guó)

審核編輯 黃宇