Привет всем.
Я чего-то всегда думал что для обмена по CAN нужно 3 провода CANH, CANL и GND. После прочтения APP Notes на TJA1040, 1050 для меня стало откровением, что во многих APP Notes схемы топологии CAN не имеют провода GND.
Насколько я понимал ранее, провод GND нужен для того, чтобы опорный потенциал приемо-передатчиков был одинаков, так как сами линии в рецессивном состоянии практически летают в воздухе и не к чему не подтянуты. Таким образом без соединения GND приемопередатчики просто будут плавать относительно друг-друга и потенциал на CANe может запросто выйти за COMMON-MODE range.
Вопрос. Так нужно ли соединять GND приемопередатчиков CAN или нет?
Также сильно предлагают использовать Split-termination concept. Но насколько я понимаю, сама концепция не решает проблему общего потенциала.
А вот тот же TI (http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/sn65hvd1040a-q1.pdf) предлагает цеплять нейтральную точку на специальный вывод передатчика с напряжением 2,5В. То есть обе линии будут через терминальные резисторы всегда притянуты к 2,5В. То есть я понимаю, что в этом случае проблема решена полностью. Но можно ли использовать для этого стандартный вывод Vref приемопередатчиков других производителей?
Вопрос возник изза того, что есть длинная линия связи - порядка 150м, и питание устройства идет по ней вместе с линиями CAN. Я хочу питать устройство без гальванической развязки, профильтровав нормально питание. Но одной из составляющих фильтра будет Common-mode Choke, то есть локальная земля будет уже отличаться от земли в линии. Can тоже должен будет развязываться через common mode choke. Но будет ли такой вариант работать я не знаю.

Источник: Controller Area Network Physical Layer Requirements

Все-таки непонятно, обязательно ли соединять 0V двух или более приемопередатчиков (изолированы от устройств по линиям RX/TX и питанию) в сети CAN? И зачем?
В некоторых статьях на RS-485 показано соединение общих точек, но через резистор 100 Ом, в некоторых - напрямую.

Пока из прочтенной документации складывается впечатление, что общий всех приемопередатчиков нужно объединять. Но в документации на кабель для CAN показана только одна витая пара, третьего провода нет! Вот и смутился.

Интерфейс CAN является дифференциальным. Поэтому необходимость в использовании GND отпадает.
По нашим ГОСТам, по рекомендация международного института электросвязи ITU и американского GR-1089 линии связи, которые относятся к вторичным цепям не связанных с основным питанием, НЕ ДОЛЖНЫ СОЕДИНЯТСЯ с корпусом и ДОЛЖНЫ обеспечивать определенный уровень диэлектрической прочности в зависимости от уровня рабочего напряжения (для цепей с уровнем до 12В - напряжение изоляции относительно корпуса ~250В - отечественный ГОСТ по НКУ).
Обычно в приложениях, в которых применяется интерфейс RS485, используется витая пара с оплеткой. Применение оплеткb позволяет решить часть проблем связанных с ЭМС, но возникает другая. Куда подключать оплетку. Этот вопрос обычно требует своего внимания, если существует вероятность наличие потенциалов между корпусами разных узлов связи. Для примера, это может наблюдаться при протяженных линиях вне зданий. Если посадить оплетку на корпус, то это вызовет нагрев кабеля связи. Тогда предлагают оплетку сажать через резистор 100Ом на корпус для ограничения тока, но такая схема ограничит только ток. Для устранения влияния постоянной составляющей потенциала между разными корпусами оплетку можно посадить через резистор 100Ом на общий драйвера (общий драйвер имеет какой-то уровень напряжения диэлектрической прочности относительно корпуса), или соединить оплетку через резистор 100Ом с емкостью, один конец который сидит на корпусе. В любом случае при использование резистора необходимо проанализировать требования по ЭМС, предъявляемые к техническому средству. Т.к. существуют испытания, при которых подается импульсы амплитудой 4кВ (наши ГОСТы) или 6кВ (иностранные) и формой 10/700мкс относительно корпуса - простые маломощные резисторы могут выгореть.



В приложениях по RS485, в которых стоит 100 Ом, общий драйвера посажен на корпус. Использование этого резистора (также в схему может быть добавлена емкость) позволяет решить проблему нагрева оплетки кабеля, вызванную наличием разности потенциалов удаленных друг от друга корпусов разных зданий.

Обычно производители драйверов особо в этом не разбираются вышеприведенных требованиях.
Даже если вы посадите оплетку через резистор 100 Ом на корпус, а общий драйвера отделите

В приложениях на RS485 приводится схема, в которых оплетка кабеля соединяется с общим драйвера через резистор 100 Ом, установка которого объясняется различными корпусами
При такой организации канала придется еще защищать этот ре
и если вы будете организовывать защиту канала связи, то организуется подтяжка к питанию.

Спасибо за ответ!

Появились еще вопросы.
1. Если удаленные устройства (с изолированным интерфейсом) связаны между собой только через диф. пару (нет никакого третьего проводника, земли, корпуса и т.д.), то, как я понимаю, эти устройства могут приобретать различные и разные потециалы (и даже очень высокие). Не пробьет ли изоляторы и не повредится ли драйвер линии?
2. Вопрос по терминированию. Рекомендуется в шинах CAN разделять терминаторы на две части, а среднюю точку соединять через кондер на "общий" драйвера. Но зачастую удобнее ставить терминатор в конце линии, а не в последнем устройстве. И куда в таком случае зацепить кондер ("общего" драйвера поблизости нет)?
3. Тоже терминирование. Если все драйвера переходят в третье состояние линия повисает в воздухе. Пишут, что это плохо. Не пойму чем. То ли в линии наводится напряжение, но ведь линия дифференциальная - вроде не должно. Рекомендуют подключить среднюю точку терминатора к источнику напряжения 2.5 В. Но этот источник привязан будет к "общему" только драйвера, возле которого установлен терминатор. Для остальных это ничего не значит. Что я тут неправильно понимаю? И можно ли использовать в качестве источника 2,5В внешний (не встроенный в драйвер) источник?
4. Почему в документации на CAN Open в описании разьема "общий" указан как обязательный (третий) проводник?
5. На картинке схема, с помощью которой я хочу до конца понять как правильно соединять удаленные устройства. Нужно ли точки А и В подключать к источнику 2.5 В? Правильно ли я подключил экран? Нужно ли "общие" приемопередатчиков (драйверов) привязывать к "земле" и правильно ли я это сделал?
Спасибо!
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если это не медицина, то корпус есть всегда, да и в медицине паразитные емкости на корпус есть всегда.
По проводу: например, согласно требованиям международного института электросвязи изоляция провода д.выдерживать как минимум 1.5кВ как между оплеткой и изолированными симметричными проводниками , так и между внешней изоляцией и оплеткой.
Теперь следующий момент. Как я указывал выше напряжения изоляции вторичных цепей до 12В, не связанных с питанием д.составлять 250В, а для цепей до 60В - 500В. Т.о. для CAN вы имеете право ограничить перенапряжение относительно корпуса на уровне 500-600В.
Для драйвера опасен момент прохождения высоковольтного импульса помехи - особенно мк.
Всегда есть проходная емкость (технологическая или/и дискретная) между общим драйвера и корпусом.
При подачи помехи корпус-порт в первый момент происходит заряд этой емкости и она заряжается через питание и по схеме драйвера, если нет никаких защит. И обычно в этот момент выходит из строя драйвер.
Также есть помехи порт_линия+-порт_линия-, но вроде с ними понятно, что драйвер без защит не выживет.
Хочу внести ясность: защиту ESD на драйверы - спасает только от ESD, но не от мощных мк помех 4кВ/6кВ 10/700мкс или 1кА/5кА 8/20мкс.

В каждом драйвере есть свой общий драйвера

Основная проблема в схемах с дифф.сигналами - это как будет работать приемник, если нет передатчика, тогда при отсутствии подтяжки к уровню драйвера - приемник ведет себя некорректно. Отсюда и схемы подтягивания.
Откуда вы нашли 2.5В - обычно это для линий LVDS, BLVDS

Незнаю. Но скорее всего для организации возвратного тока и улучшение картины по ЭМС.

Нет не надо. У вас в схеме везде показан корпус, в то время как должен быть у каждого драйвера свой общий

Спасибо!
Простите за глупые вопросы, но есть еще.
1. Так если я объединю "общие" (я имею в виду не земли) всех драйверов (даже удаленных на, например, 100 м), т.е. добавлю третий проводник в кабель, то от этого станет только лучше, я правильно понял?
2.

Я имею в виду конец кабеля, где нет ни драйвера ни устройства. Но в кабеле, например, есть питание, к которому можно подключить стабилизатор 2.5В и подключить эти 2.5В в среднюю точку терминатора. Можно ли так?
3. И как я понял, подтяжка линии, это не просто желательно, а необходимо. Иначе приемники будут ловить "мусор"?
4. Как правильно соединить "общий" линии (он же общий всех драйверов) с "землей":

• через резистор 100 Ом?
• через резистор и конденсатор, соединенные последовательно?
• через резистор и конденсатор, соединенные параллельно?

5. Соединение "общего"с "землей" нужно делать только в одной точке или возле каждого драйвера?

Большое спасибо за помощь!

У некоторых драйверов CAN есть вывод Vsplit или Vref равный 2.5В, который предназначен для подтяжки средней точки терминатора.

Не совсем понял замечания. На схеме 0V_1 и 0V_2 - это разные цепи.

Вы опять получить случай, когда все будет зависеть от уровней корпусов.


Я вот ни как не могу причем здесь 2.5В. Если у вашего драйвера есть выход SPLIT, то он в драйвере подключен через резисторы к питания и общему драйвера.


Спорный момент, т.к. этот мусор д.много чего сделать, чтобы стать настоящим сообщением - в это и есть достоинство CAN


Чтобы выполнить отечественные требования ГОСТа по НКУ - есть два варианта:
1. Не соединять оплетку витой пары с общим драйвера, а соединить через резистор 10-100 (0.5-1Вт) на Y1-Y2 конденсатор 1нФ, второй конец которого посадить на корпус данного блока.
2. Оплетку витой пары посадить на общий драйвера через резистор 10-100 (0.5-1Вт).
В обоих случаях общий драйвера надо посадить на корпус через Y1-Y2 конденсатор 1нФ. Параллельно ему посадить варистор на напряжение от 550-680В.
Какой вариант лучше покажут исследования.


См.выше как бы сделал.


Не надо путать Vsplit и Vref:
1. Common-Mode Stabilization (SPLIT)
SPLIT provides a DC common-mode stabilization voltage of 0.5 x VCC when operating in normal mode. SPLIT stabilizes the recessive voltage to 0.5 x VCC for conditions when the recessive bus voltage is lowered, caused by an unsupplied transceiver in the network
with a significant leakage current from the bus lines to ground. Use SPLIT to stabilize the recessive commonmode voltage by connecting SPLIT to the center tap of the split termination, see the Typical Operating Circuit. In standby mode or when VCC = 0, SPLIT becomes
high impedance.
2. Reference Output (MAX13053)
MAX13053 has a reference voltage output (REF) set to 0.5 x VCC. REF can be utilized to bias the input of a CAN controller’s differential comparator, and to provide power to external circuitry.
Согласно описанию у них выходные напряжения разные + схема чуть отличается внутри драйвера

А можно оплётку просто никуда не подключать. В этом случае оплётка обеспечит (улучшит на порядок по сравнению с только свитием проводов) одинаковость наводок на оба дифференциальных провода и всё (т.е. будут только сингфазные помехи). А этого вполне достаточно для передачи дифференциальных сигналов.
Ну а если при этом амплитуда, этой самой сингфазной помехи, окажется слишком велика, то нужно просто поставить продольный трансформатор побольше (и с меньшей межвитковой ёмкостью).
З.Ы. Это всё, конечно, только при гальванически развязанном питании CAN трансиверов.