低成本高电磁兼容性的CAN收发器

在图4中，蓝色线条代表NCV7340D13的电磁干扰(EMI)值，青蓝色线条则代表背景噪声。在测试结果中，我们可以非常清楚地看到，在无共模扼流圈的条件下，NCV7340D13与其它某些使用共模扼流圈的CAN收发器的电磁辐射性能相当，甚至更优。

图4：NCV7340D13电磁辐射测试结果。

汽车总线网络对承受ESD脉冲而言需要具有极高的鲁棒性。主要考虑是保护电路能够经受IEC61000-4-2标准定义的脉冲。这些针对系统级测试定义的脉冲通常被简称为系统ESD，它们定义为150pF电容经330Ω电阻放电。图5所示是系统ESD测试设置图片，示波器上捕获到的CAN引脚上的电流脉冲(绿线)和电压脉冲(蓝线)细节(这些电压及电流尖峰在时域上进行了移动，以便能够更好地观察)。

图5：系统ESD测试。从左至右依次为系统ESD测试板、静电木仓测试视图和被测器件(DUT)示波器波形。

为了符合这些规范，就要使用各种ESD保护方法来保护总线。然而，外部ESD保护可能会与收发器内部的ESD保护相互影响，而降低保护效果。因此，选择适合特定收发器的恰当外部保护方案就不是那么简单直接了，而且使用这些外部保护将会带来额外成本；与之类似的是，扼流圈在某些时候将会占用相当部分的PCB布局面积。

某些情况下，使用某些外部ESD保护不仅能够用于ESD本身，还能帮助吸收耦合到信号线路的瞬态脉冲。这些脉冲源自点火和电感性负载开关等(由线束中临近线路间的串扰引入)。ISO 7637-1(12V)及ISO 7637-2(24V)规范描述了用于测试CAN系统而抑制干扰的这些脉冲。

NCV7340D13达到了±12kV以上的系统ESD等级(外部实验室的测试结果表明，在±15kV静电放电情况下，遭受应力的CAN引脚的电流/电压(I/V)特性变化小于±5%，且收发器在高达±20kV的脉冲下仍然能够工作)。

这款未增加任何外部元器件的收发器能够承受ISO78367规范定义的耦合干扰脉冲，符合所有主流汽车OEM的要求。因此，使用NCV7340D13就省下了外部ESD保护元器件。

即使施加从1MHz到1GHz完整频率范围的最高测试等级，NCV7340D13的EMS等级也极为优异，使用或未使用外部元器件都是如此。参见图6和图7可了解安森美半导体公司的EMS测量设置。根据IEC62132第4部分进行的这种设置与德国OEM使用的IBEE Zwickau EMC实验室设置相同。NCV7340D13的测试结果如图8所示。

图6：EMS测试电路图。

图7：EMS测试设置。

这种极优异的且无需任何外部元器件的EMS性能将有利于线束设计，并且能够简化整体CAN总线的网络设计。这一优异的EMS性能得益于CAN接收器的共模电压阈值高于±35V和驱动器本身具有强健的拓扑结构，此外，这还得益于安森美半导体在诸如VANA、LIN、CAN、CAN低速版及FlexRay等车载网络(IVN)收发器的设计领域拥有长期的EMC鲁棒性设计的专业技术和经验。

本文小结

CAN收发器的电磁兼容性对CAN网络的可靠性和性能非常重要。使用安森美半导体的NCV7340D13 CAN收发器，可以将CAN前端的通信节点简化为仅仅使用单个收发器。这不仅大幅降低了网络的设计成本，还因其消除了本文所论及的问题，而提升了总体方案质量。NCV7340D13已经通过了众多OEM厂商的合格认证，同时，这种新版本还将EMC性能的极限水平提升到了更高。对于新的CAN网络平台设计而言，NCV7340D13成为了一款极佳的收发器芯片。