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CAN收發器發展歷程

2018-05-16
關鍵詞: CAN 收發器 NXP

  在CAN通信中,收發器起到了十分相當特別的作用。目前市面的收發器型號也是不計其數,本文則是根據收發器的發展,簡單介紹幾款收發器的特點。

  很多年前,NXP的CAN收發器幾乎在每一個CAN節點上都看的到,當時最常見的型號就是PCA82C250。

  曾有工程師較為全面的總結了一下PCA82C250的主要特點,1、高速率(1Mbit/s);2、能夠完全兼容ISO11898;3、有低電流待機模式且存在過熱保護;4、采用斜率控制,降低射頻干擾;5、總線上至少可掛110個節點,且節點未上電時不會干擾總線。

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  后來,PCA82C250升級為PCA82C251,常規上來看,兩個型號是完全的pin對拼替換,但是根據整體性能而言,PCA82C251還是做了一些修改。例如,1、在系統額定電源上,由原型號的12V改為24V供電;2、CANH\CANL電壓承受范圍由-8V-18V改為-40V-40V;3、瞬間高壓承受能力也提高到-200V-200V;之后,大部分用戶在選型時更多選擇PCA82C251,也是因為它在隱性狀態下的拉電流更小,在掉電情況下的總線輸出特性有一定改善。

  然而,汽車電子行業的發展也在推動收發器的更新和換代。此時,基于JFET的TJA系列開始走上歷史舞臺。

  最常見的TJA就是TJA1040和TJA1050,我司的工程師也曾對其特征進行了簡要總結:

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  圖1 對比圖

  那么TJA1040/1050與PCA82C250/251究竟有哪些功能上的區別?

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  我們以TJA1040和PCA82C251為例,同作為高速的收發器,主要的不同點主要是以下幾點:1、在無源的狀態下,TJA1040相當于脫離總線,在性能上更加良好;2、PCA82C251具有斜率控制,而TJA1040則是固定斜率控制。具體區別可參考引腳設計。3、PCA82C251不具備TXD顯性超時保護功能,而TJA1040在這一點上做的不錯;4、正常工作模式下,PCA82C251的收發功率不大,但是TJA1040的則更小,最大消耗15uA;5、輸出的差分電壓,PCA82C251是1V-5V,TJA1040則是1.5V-3V;除此以外在靜電保護上TJA1040也會更勝一籌。

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  圖2 兩者的結構圖對比

  針對于這兩個型號的產品,根據數據手冊給出的資料,PCA82C251的最低波特率是5kbps,TJA1040的最低波特率是40kbps,如果使用低波特率的用戶基本上不能進行直接替換。為了得到更多的對比結果,我司也曾用CANScope進行測量,對其性能進行驗證對比。

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  圖3 PCA82C250/1 1Mbps眼圖

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  圖4 TJA1040/1050T 1Mbps波形

  從特性來說,PCA82C251在高速波特率下過沖很嚴重,在進行CE認證時通不過認證標準,而TJA1040的電磁輻射就小的多,波形非常完美,EMI輻射很小,而且波特率精準度搞。

  所以,目前大多隔離CAN收發器里主要使用的收發器也是TJA1040/1050系列,例如TJA1051T、TJA1042T、TJA1043T、TJA1044GT等等。包含的的隔離CAN收發器型號則有CTM1051系列,CTM8251系列等等。

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  圖5 CAN隔離模塊

  基于各收發器的特性,隔離收發器的特點則是:1、波特率支持5K~1Mbps或40K~1Mbps;2、工作溫度-40~85℃或-40~105℃;3、隔離電壓:2500VDC 或3500VDC;4、Mini小體積或標準模塊化封裝;5、外殼及灌封材料符合 UL94 V-0 標準;6、具有極低電磁輻射和高的抗電磁干擾性;

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  圖6 超小體積CTM1051M

  目前業內首款器件車規級隔離CAN收發器CTM1051Q也是使用了TJA1051作為CAN收發器


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