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地铁列车CAN总线通信旌旗灯号质量检验剖析

轨道交通地铁车辆中,现在曾经大量运用CAN总线通信。应用其精彩的及时性取纠错才能,提拔了车辆各部件的掌握效力和可靠性。但正在地铁运营中,某些线路也会泛起偶发的CAN通信不顺畅,节点失落线状况。故广州致近电子的工程师照顾CANScope总线剖析仪赴某地铁线路,停止现场磨练剖析,如图1所示。

图1 测试现场

现场总线拓扑构造:如图2所示,为6节编组的地铁车辆,个中我们测试点位于空调控制器CAN接口位置,重要测试那段CAN总线的旌旗灯号通信质量。

图2 地铁车辆网络拓扑图

经由过程【眼图工夫丈量】,对悉数波形做眼图,丈量效果可见波形边缘过缓,有局部波形上升沿有较大的振铃,下落沿有较大的天弹征象,阐明总线上有旌旗灯号不一连的局部。差分电平幅值为1.5V小于尺度的2.0V的ISO11898-2尺度。

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图3 眼图位宽幅值丈量
1.空调收回波形的剖析

从空调收回的CAN帧ID为:0x331,0x332,0x333,拔取个中一个ID为0x331的报文,波形如图4所示。可见有差分电平有显着的“天弹”征象。

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图4 幅值剖析

将ID为0x331,0x332,0x333的帧波形做眼图,如图5所示。可清楚看到CAN波形幅值为1.5V(那些高幅值的是和其他帧仲裁时举高的)。

图5 空调收回波形的眼图

剖析:CAN差分波形边缘峻峭,边缘清楚,但幅值只要1.5V,比尺度CAN差分电平(两个120欧终端电阻时)的2.0V少0.5V,有两种能够:

  • (1)此CAN接口上CANH和CANL上能够各串连了10欧阁下的电阻,取两个并联的120欧产生分压,让现实收回的波形只要1.5V;1、带功放的电路,并经由过程使能端掌握其事情;
  • (2)本网络中终端电阻多增加了1个120欧,即总线中有3个120欧电阻,致使电压幅值低落到1.5V。

从波形看,另有很明显的“天弹”征象,阐明空调CAN接口位置阻抗不一连。有可能其位置是现实的终端,但终端电阻不在它上面,大概其位置为较少分支的末尾。

2.CAN主控收回的波形

CAN主控收回的CAN帧ID为0x200,0x231。拔取个中一个ID为0x200的报文,波形如图6所示

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图6 CANopen主控收回的波形

将ID为0x200,0x231的帧波形做眼图,如图7所示。可清楚看到从CAN主控收回的CAN波形抵达空调CAN接口时的幅值为1.8V(丈量点正在网卡这边,那些高幅值的是和其他帧仲裁时举高的)。上升沿缓,下落沿有波形驻留。

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图 7CANopen主控收回的波形眼图

剖析:测试点测出的差分电平幅值为1.8V,也比尺度的2.0V少0.2V,能够是CAN主控正在CANH和CANL上也串连了电阻,大概是传输导线、讨论有肯定的压降致使。

CAN差分波形上升沿迟缓阐明从CAN主控到空调CAN接口的导线阻抗较大。下落沿有波形驻留,也是由于空调CAN接口其位置是现实的终端,但终端电阻不在它上面,大概其位置为较少分支的末尾。

3.现实接终端电阻位置的节点

如图8所示。为现实接了终端电阻的节点波形。

图8 CAN帧ID为0x30E的波形

对其做眼图如图9所示。

图9 CAN帧ID为0x30E的眼图

剖析:经由过程眼图看,其下落沿峻峭下落到0,但随即发作“天弹”,阐明其上面安装了终端电阻,但它不是现实的终端,而从现实终端反射过来的波导致“天弹”。

综上所述

  • (1)体系的CAN波形存在对照严峻的“天弹”征象,有致使位毛病的风险。经由过程前面的剖析,是因为阻抗不一连致使。而发生阻抗不一连,是总线终端电阻安装位置毛病;
  • (2)空调CAN接口上串连过大的电阻致使分压。差分电压幅值只要1.5V,轻易正在温度转变、线路老化大概电压颠簸时,致使位毛病以至通信不上。请掌握串连电阻不要大于5.1欧;
  • (3)传输导线大概讨论阻抗过大。致使上升斜率过缓,只要3.55V/us,近低于16V/us的范例值,轻易正在温度转变大概临时运转时,致使重同步失利的位毛病大概CRC校验毛病,以至没法通信。请搜检传输导线规格,取讨论电阻,包管阻抗小于0.02欧/m(大概等效为线径为1.0mm2以上的屏障双绞线)。