Mae technoleg bws CAN yn dod yn fwyfwy eang. Fodd bynnag, oherwydd ymyrraeth electromagnetig difrifol mewn meysydd fel offer diwydiannol ac awtomeiddio diwydiannol, mae sicrhau cyfathrebu bws CAN arferol yn arbennig o bwysig. Bydd yr erthygl hon yn dadansoddi achosion ymyrraeth electromagnetig mewn rhwydweithiau bysiau gan ddefnyddio trosglwyddyddion CAN FD cyflym, yn ogystal ag atebion penodol ar gyfer gwella.
Dadansoddiad Cydnawsedd Electromagnetig mewn Rhwydweithiau CAN FD
Wrth ddylunio cynhyrchion electronig, mae perfformiad cydweddoldeb electromagnetig (EMC) yn cael effaith sylweddol ar y system ac mae'n hanfodol i'w weithrediad arferol a sefydlog. Mae cyfyngiadau gorfodol ar gydnawsedd electromagnetig cynhyrchion electronig eisoes wedi'u gweithredu ledled y byd, ac mae perfformiad EMC wedi dod yn ddangosydd allweddol o ansawdd y cynnyrch.
Mae cydnawsedd electromagnetig yn cwmpasu dwy agwedd yn bennaf: un yw'r ymyrraeth electromagnetig andwyol a gynhyrchir gan y cynnyrch ei hun, a elwir yn allyriadau ymyrraeth electromagnetig (EMI); y llall yw sensitifrwydd y cynnyrch i signalau electromagnetig allanol, a elwir yn dueddiad electromagnetig (EMS). Y ffynhonnell ymyrraeth, llwybr cyplu, ac offer sensitif yw'r tair elfen hanfodol o gydweddoldeb electromagnetig, ac ni ellir hepgor yr un.
Gellir cysylltu signalau ymyrraeth electromagnetig trwy ddau lwybr: wedi'u cynnal a'u pelydru. Yn dibynnu ar y mecanwaith cyplu, mae ymyrraeth yn cael ei ddosbarthu i ymyrraeth modd cyffredin ac ymyrraeth modd gwahaniaethol. Mae ymyrraeth modd cyffredin yn digwydd rhwng pob llinell signal (gan gynnwys llinellau signal, llinellau data, a llinellau pŵer) a daear, tra bod ymyrraeth modd gwahaniaethol yn digwydd rhwng llinellau signal.
Mae mesurau i wella cydnawsedd electromagnetig (EMC) yn perthyn i dri chategori: gwella perfformiad EMC yr offer electronig ei hun, defnyddio technoleg cysgodi i atal cyplu pelydrol, a defnyddio ynysu i atal cyplu wedi'i gynnal.
1. Dylunio EMC
Mae dyluniad y byrddau cylched meistr a chaethweision yn hanfodol i EMC y system, ac mae gallu bwrdd cylched i allyrru a derbyn ymbelydredd electromagnetig yn aml yn gyson. Felly, mae gwella imiwnedd bwrdd cylched i ymyrraeth hefyd yn atal ei allyriadau electromagnetig. Mae'r ffactorau allweddol mewn dylunio PCB EMC yn cynnwys y canlynol:
Dewis a Gosodiad Cydran
Dewiswch gydrannau sydd â pherfformiad EMC da a blaenoriaethu-mowntio deunydd pacio ar yr wyneb pryd bynnag y bo modd. Trefnwch gydrannau'n rhesymegol, gan osod cydrannau cysylltiedig mor agos at ei gilydd â phosibl i leihau hyd plwm rhwng rhannau. Yn benodol, rhaid gosod yr oscillators grisial sy'n gwasanaethu fel ffynonellau cloc ar gyfer microreolyddion a rheolwyr CAN yn unol â manylebau; fel arall, byddant yn methu ag osgiliad.
Cynllun Tir Cywir i Leihau Rhwystrau Tir
Mae'r potensial daear yn gweithredu fel y potensial cyfeirio ar gyfer pob signal. Yn ddelfrydol, dylai pob pwynt daear ar y PCB fod ar yr un potensial; fodd bynnag, oherwydd rhwystriant tir, mae gwahaniaethau posibl yn bodoli rhwng pwyntiau daear. Felly, dylid lleihau rhwystriant tir gymaint â phosibl. Y dull mwyaf effeithiol yw defnyddio bwrdd amlhaenog gydag awyren ddaear bwrpasol yn y canol.
Sefydlogi'r Cyflenwad Pŵer
Mae amodau anarferol, megis effeithiau dros dro yn ystod trawsnewidiadau cyflwr allbwn adwyon rhesymeg a phresenoldeb rhwystriant llinell bŵer, yn anochel yn cyflwyno sŵn i'r llinellau cyflenwad pŵer. Mae'r sŵn hwn nid yn unig yn achosi gweithrediad cylched annormal ond hefyd yn cynhyrchu ymbelydredd electromagnetig sylweddol. Yn ogystal â defnyddio rhwyll llinell bŵer i leihau anwythiad a rhwystriant y llinellau pŵer, gellir defnyddio cynwysyddion storio hefyd.
2. Ymbelydredd electromagnetig a tharian electromagnetig
Mae cysgodi electromagnetig yn un o'r dulliau allweddol ar gyfer mynd i'r afael â materion cydnawsedd electromagnetig. Nid yw'n ymyrryd â gweithrediad arferol cylchedau ac nid oes angen addasiadau cylched. Mae effeithiolrwydd tarian yn cael ei fesur gan ei berfformiad cysgodi, sy'n cynnwys dwy gydran: colled adlewyrchiad a cholled amsugno. Mae cynnal parhad trydanol y darian yn hanfodol i'w heffeithiolrwydd. Mae ceblau bws CAN yn agored iawn i ymbelydredd a derbyn ymyrraeth.
Mae arwynebedd y ddolen rhwng y ddwy wifren mewn cebl pâr troellog yn fach iawn, ac mae'r cerrynt a achosir mewn unrhyw ddwy ddolen gyfagos i gyfeiriadau dirgroes, gan ganslo ei gilydd allan. Po dynnach yw'r tro yn y cebl pâr troellog, y mwyaf amlwg y daw'r effaith hon. Er mwyn lleihau croessiarad rhwng y ddau fws CAN yn y system rhwydwaith, dylid cysgodi pob pâr o geblau pâr troellog ar wahân, a dylid cysylltu unrhyw ddargludyddion yn y cebl nad ydynt yn cael eu defnyddio â thir y signal.
Cynyddu'r dwysedd troellog; daear y darian
3. Ymyrraeth a Gynhelir ac Ynysu Signalau
Yn ystod gweithrediad system arferol, mae cydrannau sy'n cynhyrchu ymyrraeth ddargludol sylweddol yn cynnwys newid cyflenwadau pŵer, gyriannau servo, a dyfeisiau rheoli I / O. Fodd bynnag, y math mwyaf niweidiol o ymyrraeth yw ymyrraeth dros dro, a nodweddir gan gyfnod byr, osgled uchel, a phŵer isel.
Mae mathau o ymyrraeth dros dro yn cynnwys: grwpiau pwls trydanol cyflym a gynhyrchir pan fydd cyflwr modur yn newid; ymchwyddiadau a achosir gan fellt neu -gynnau pŵer uchel; ac anwythiad rhyddhau electrostatig (ESD). Mae ymyrraeth dargludedig yn-modd-gyffredin yn bennaf, er bod rhywfaint o ymyrraeth modd gwahaniaethol hefyd yn digwydd. Mae mesurau EMC a ddefnyddir yn y system i sicrhau dibynadwyedd cyfathrebu bws CAN yn cynnwys: amddiffynwyr signal, deuodau atal foltedd dros dro (TVS), trosglwyddyddion ynysig, ac ynysu optegol.
Amddiffynnydd Signal
Mae amddiffynwyr signal pwrpasol allanol yn dileu ymyrraeth; er enghraifft, mae'r ZF-12Y2 yn amsugno ymyrraeth, ac mae'r CANFDbridge yn gweithredu fel ynysydd.
Amddiffynnydd Signalau ac Ynysiad Pont CANFDB
Atalydd Foltedd Dros Dro (TVS)
Mae atalyddion foltedd dros dro wedi'u cysylltu'n gyfochrog rhwng llinell y signal a daear y signal i amddiffyn ceblau rhag ymchwyddiadau foltedd uchel a achosir gan ergydion mellt neu ollyngiad electrostatig. Pan fydd y foltedd ar draws y TVS yn fwy na throthwy penodol, mae'r ddyfais yn dargludo'n gyflym, gan wasgaru'r egni ymchwydd a chyfyngu'r osgled foltedd i ystod benodol.
Trosglwyddyddion Ynysig
Mae ynysu yn ateb delfrydol ar gyfer mynd i'r afael ag ymyrraeth ddargludol, gan gynnig inswleiddiad trydanol rhagorol ac imiwnedd ymyrraeth. Wrth ddewis trosglwyddydd ynysig, rhaid mai oedi trosglwyddo yw'r brif ystyriaeth, gan ei fod yn effeithio ar bellter trosglwyddo ac ansawdd y bws. Argymhellir defnyddio'r CTM5MFD wedi'i ynysu'n fagnetig i ddylunio'r cylched trawsgludwr rhyngwyneb.
Arwahanrwydd Optegol
Mae ynysu optegol yn ateb delfrydol ar gyfer mynd i'r afael â materion ymyrraeth wedi'i gynnal, gan ei fod yn cynnig inswleiddiad trydanol rhagorol ac imiwnedd ymyrraeth. Wrth ddewis optocouplers, rhaid ystyried dau baramedr: oedi lluosogi a gwrthod modd cyffredin (CMR). Ar yr amod bod yr oedi lluosogi yn bodloni gofynion y gyfradd baud cyfathrebu data, dylid dewis modelau sydd â dull gwrthod cyffredin uchel pryd bynnag y bo modd. Y dull ar gyfer mesur gallu gwrthod modd cyffredin optocoupler yw'r gyfradd codi (gostyngiad) foltedd modd cyffredin mwyaf (CMH/CML) y gall yr allbwn ei wrthsefyll tra'n parhau'n uchel (isel). Ar ôl gweithredu ynysu optegol, rhaid defnyddio ynysu cyflenwad pŵer hefyd.
Crynodeb
Mae'r ymbelydredd o wahanol ffynonellau ymyrraeth yn gymhleth, ac mae dileu ymyrraeth electromagnetig yn llwyr yn dasg amhosibl. Fodd bynnag, yn seiliedig ar egwyddorion sylfaenol cydnawsedd electromagnetig, gellir cymryd mesurau i leihau ymyrraeth electromagnetig a'i gadw o fewn terfynau goddefadwy y system, a thrwy hynny sicrhau gweithrediad dibynadwy'r system neu'r offer. Gall y mesurau gwella a amlinellir uchod wella perfformiad cydnawsedd electromagnetig dyfeisiau CAN FD yn effeithiol.