CAN数据总线系统EMC的评价方法

c.其他CAN系统的耦合网络
高速CAN
高速CAN采用双线传输方式，在双线上传输差分信号，主要应用于C类网等高速场合，最高传输速率可达1 Mb/s，至少可连接110个节点。由于CAN－H和CAN－L上传输的信号为差分信号，因而对高速CAN，EMC的影响主要来自共模信号。图6所示为高速CAN的测试装置，其中差分网络的标称负载是60 Ω，为了耦合共模信号，将其分成为相等的两份R7、R8，一般两者之间的误差不超过0.1％。同时为了避免电平偏差的转移，分压电路R2、R6、R9和R10只有在测量传递函数时才被连接到电路中。

图6 高速CAN测试装置原理图

容错CAN
　　容错CAN数据总线系统也采用双线传输方式，一般应用于中速场合，最高传输速率可达125 kb/s，最多可连接15个节点。它的突出优点是一旦总线发生错误，能自动转换到单线传输模式，因而需要对第一条线进行测试。图7为容错CAN的测试装置，由图7可知射频耦合网络连接到CAN总线的每一端，CAN－H经R8搭铁，CAN－L经R7接电源电压，分压电路R2、R6和R9、R10提供了辅助输出端。同样为方便对共模信号进行测量，元件C1、C3、R7、R8和分压电路必须成对相匹配，一般误差不超过0.1％。

图7 容错CAN测试装置原理图

CAN数据总线系统EMC的评价标准
a.电磁辐射的评价标准
选定好测试装置之后，还需制定合适的评价标准。对于电磁辐射的评价，辐射限值可由被扰对象的抗扰限值结合干扰源和被扰对象之间的耦合得出。众所周知，车载电台对其他车载设备和系统辐射的干扰最为敏感，因此把车载电台作为被扰对象，CAN数据总线系统的辐射在车载电台一端必须严格得低于车载电台的抗扰限值。CISPR 25规定了车载电台天线输入端的抗扰限值，在中波波段为0 dBμV，长波波段为5 dBμV。

CAN数据总线系统耦合的传递函数则非常复杂，它受到耦合路径的种类、频率范围和线束布局等因素的制约，不同的网络其耦合函数也各不相同，很难精确界定。不过现有CAN数据总线系统应用的实践表明：由于总线信号的频谱和被扰对象的敏感区域大都在低频范围(AM波段)内，在低频范围内需要特别注意控制辐射。所以，耦合因数取AM波段的典型值70 dB，考虑到上文指出测试装置的射频耦合网络衰减了15 dB，测试装置的射频耦合点和车载电台天线输入端之间的耦合因数则为55 dB。结合上述两方面的因素，确定辐射的评价标准如表1所示。
表1 CAN总线系统电磁辐射的评价标准 dBμV
频率范围长波中波
车载电台天线输入端的限值 60
总线上的辐射限值76（=6+70）70
频谱分析仪器输入端的限值61（=6+70-15）55

b.抗扰性的评价标准
电磁场是产生对CAN数据总线系统总线干扰的根本原因，电磁场场与由之产生的干扰信号之间的关系称为抗扰性的耦合因数。实践证明，总线上的干扰电平随频率变化而变化。在低频范围内，抗扰耦合因数较低，干扰电平也较低。随着频率的上升由于有效网络线长和波长之间的关系发生了变化，该因数相应增加。在较高的频率范围，抗扰耦合因数小于或等于网络线长和波长达到最佳匹配时的值(一般在短波范围内达到最佳匹配)。

利用本文的测试装置实际测量的结果显示，在短波频率范围内，抗扰限值为10 V；低于短波频率范围时，抗扰限值随频率线性下降，如表2所示。
表2 CAN总线系统抗干扰性的评价标准
频率范围5MHZ以下5MHZ以上
抗干扰性电平（均方根值）f×2V/MHz10V