CAN總線(xiàn)在物理層采用的就是差分雙絞線(xiàn)傳輸信號(hào)，因此在一定程度上就有抑制共模干擾的能力。但是光是靠差分信號(hào)和雙絞線(xiàn)抑制干擾總有限度，在某些極端情況（如雷擊）下也可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。

因此提高CAN總線(xiàn)的抗干擾能力可以使用提高抗共模干擾和差模干擾的方法。

常見(jiàn)的共模干擾一般有三種：

（1）外界強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)雙絞線(xiàn)的同時(shí)感應(yīng)：

（2）兩方通訊設(shè)備并不等電位：

（3）雙絞線(xiàn)與大地存在比較高的電位差：

常見(jiàn)的差模干擾即在回路中存在的電壓尖峰、電位跳動(dòng)等。

圍繞著上面四點(diǎn)我們就有了應(yīng)對(duì)方案：

01

帶屏蔽層的CAN總線(xiàn)

針對(duì)第一種共模干擾：為了避免外界強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)傳輸線(xiàn)感應(yīng)出超過(guò)幅值要求的電壓，我們可以采用帶屏蔽層的雙絞線(xiàn)，在金屬屏蔽層的保護(hù)下，大部分的高頻電磁波會(huì)被感應(yīng)成渦流，從而使得大部分電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱量而不是感應(yīng)成電壓隨傳輸線(xiàn)傳播。下圖就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的屏蔽雙絞線(xiàn)。

02

平衡電位

針對(duì)第二種共模干擾：采用CAN總線(xiàn)的兩方通訊設(shè)備一般距離都比較遠(yuǎn)，因此兩方的接地點(diǎn)極有可能存在電位差，為了減小兩方的電位差帶來(lái)的影響，我們可以使得兩方的電位相等，具體做法就是使用上述的傳輸線(xiàn)屏蔽層將兩方連接起來(lái)，這樣為已經(jīng)產(chǎn)生了的電勢(shì)差產(chǎn)生的電流提供了一個(gè)低阻抗的通路使得兩方的電位能快速地平衡。

03

良好接地

針對(duì)第三種共模干擾：在采用了帶屏蔽層的雙絞線(xiàn)之后，傳輸線(xiàn)相對(duì)于大地的電勢(shì)也是比較高的，如果屏蔽層沒(méi)有良好的接地，屏蔽線(xiàn)會(huì)不起作用，這種情況我們可以將屏蔽層的地接在兩端機(jī)殼，并且做好兩邊機(jī)殼的接地，保證兩邊設(shè)備良好的接地，這樣將大部分干擾電流盡可能快地導(dǎo)入大地。

04

針對(duì)差模干擾

合理的保護(hù)電路可以極大地提高CAN總線(xiàn)接口的抗干擾能力。我們常見(jiàn)的保護(hù)電路有TVS鉗位電路、旁路濾波電容、氣體放電管等，可以使尖峰過(guò)充等被上述器件提供的旁路泄放到地，從而保證傳輸線(xiàn)上的峰值干擾控制在安全范圍內(nèi)。同時(shí)還可以增加ESD防護(hù)器件，亦可起到靜電防護(hù)作用。

TVS和GDT組成的保護(hù)電路

上圖是使用到由GDT和TVS組成的保護(hù)電路，該保護(hù)可分為三級(jí)：一級(jí)GDT實(shí)現(xiàn)大能量泄放，二級(jí)電阻進(jìn)行電流限制，而三級(jí)TVS則進(jìn)行電壓鉗位。當(dāng)在接口1、2腳有共模干擾電壓時(shí)，TVS首先快速響應(yīng)并導(dǎo)通，芯片總線(xiàn)引腳與CAN_G之間的電壓被鉗位；電阻對(duì)TVS流過(guò)的電流進(jìn)行限流，防止其過(guò)功率損壞；GDT最后導(dǎo)通，泄放掉大部分能量，并將殘壓限制在較低水平。

其他抗干擾方式

01

增加CAN接口電氣隔離

干擾不僅會(huì)影響信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致電路板死機(jī)或是被燒毀，為了避免地回流燒毀電路板和限制干擾的幅度，CAN接口和電源可以增加隔離。傳統(tǒng)的隔離方式是使用分立器件搭建隔離電路，現(xiàn)在多是直接使用隔離收發(fā)器用作隔離防護(hù)，這樣既能降低成本、縮短研發(fā)周期，且可靠性更高，能有效提升總線(xiàn)的防護(hù)能力。

02

增大CAN總線(xiàn)雙絞程度

CAN總線(xiàn)為了提高抗干擾能力，物理層采用CAN_H和CAN_L差分傳輸，CAN_H和CAN_L遇到干擾后可以“同上同下”，差分值從而保持不變。

CAN_H和CAN_L需要緊密地絞合在一起。一般情況下，雙絞線(xiàn)的雙絞程度通常只有33絞/米，而在強(qiáng)干擾場(chǎng)合，為了能達(dá)到更好的抗干擾效果，雙絞線(xiàn)甚至需要45~55絞/米。另外，線(xiàn)纜對(duì)芯截面積、線(xiàn)間電容、屏蔽層電容也有要求。

03

增加信號(hào)保護(hù)器

隔離只能起一定的阻擋作用，如遇干擾過(guò)強(qiáng)、浪涌過(guò)高，隔離器件有可能被破壞。這種情況下必須增加防浪涌電路，以此提升防護(hù)等級(jí)，提高總線(xiàn)抗浪涌群脈沖的能力。

04

CAN轉(zhuǎn)光纖傳輸

在遇到干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合，如存在遠(yuǎn)程激光、電磁脈沖發(fā)生器或出現(xiàn)雷擊問(wèn)題的情況下，可以使用CAN轉(zhuǎn)光纖轉(zhuǎn)換器。采用CAN轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖傳輸，可以顯著提高CAN總線(xiàn)的抗干擾能力，有效避免電磁脈沖、雷擊等強(qiáng)干擾。

另外，最簡(jiǎn)單的抗干擾方式其實(shí)是遠(yuǎn)離干擾源，這也是現(xiàn)場(chǎng)比較常用的手段之一。在實(shí)際布線(xiàn)中，因空間問(wèn)題CAN總線(xiàn)不得不與強(qiáng)電混在一起，導(dǎo)致干擾很大，需要盡量保證將強(qiáng)電和弱點(diǎn)分開(kāi)，盡可能相互遠(yuǎn)離。若實(shí)在無(wú)法避開(kāi)，最好是交叉垂直布線(xiàn)。