CAN通信收發(fā)器的演變

在CAN通信中，收發(fā)器起到了十分相當(dāng)特別的作用。目前市面的收發(fā)器型號(hào)也是不計(jì)其數(shù)，本文則是根據(jù)收發(fā)器的發(fā)展，簡(jiǎn)單介紹幾款收發(fā)器的特點(diǎn)。

很多年前，NXP的CAN收發(fā)器幾乎在每一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)上都看的到，當(dāng)時(shí)最常見的型號(hào)就是PCA82C250。

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

后來，PCA82C250升級(jí)為PCA82C251，常規(guī)上來看，兩個(gè)型號(hào)是完全的pin對(duì)拼替換，但是根據(jù)整體性能而言，PCA82C251還是做了一些修改。例如，1、在系統(tǒng)額定電源上，由原型號(hào)的12V改為24V供電；2、CANHCANL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(shí)更多選擇PCA82C251，也是因?yàn)樗陔[性狀態(tài)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(yè)的發(fā)展也在推動(dòng)收發(fā)器的更新和換代。此時(shí)，基于JFET的TJA系列開始走上歷史舞臺(tái)。

最常見的TJA就是TJA1040和TJA1050，我司的工程師也曾對(duì)其特征進(jìn)行了簡(jiǎn)要總結(jié)：

圖1 對(duì)比圖

那么TJA1040/1050與PCA82C250/251究竟有哪些功能上的區(qū)別？

我們以TJA1040和PCA82C251為例，同作為高速的收發(fā)器，主要的不同點(diǎn)主要是以下幾點(diǎn)：1、在無源的狀態(tài)下，TJA1040相當(dāng)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(qū)別可參考引腳設(shè)計(jì)。3、PCA82C251不具備TXD顯性超時(shí)保護(hù)功能，而TJA1040在這一點(diǎn)上做的不錯(cuò)；4、正常工作模式下，PCA82C251的收發(fā)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(hù)上TJA1040也會(huì)更勝一籌。

圖2 兩者的結(jié)構(gòu)圖對(duì)比

針對(duì)于這兩個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)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(jìn)行直接替換。為了得到更多的對(duì)比結(jié)果，我司也曾用CANScope進(jìn)行測(cè)量，對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比。

圖3 PCA82C250/1 1Mbps眼圖

圖4 TJA1040/1050T 1Mbps波形

從特性來說，PCA82C251在高速波特率下過沖很嚴(yán)重，在進(jìn)行CE認(rèn)證時(shí)通不過認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，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(zhǔn)度搞。

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

圖5 CAN隔離模塊

基于各收發(fā)器的特性，隔離收發(fā)器的特點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)模塊化封裝；5、外殼及灌封材料符合 UL94 V-0 標(biāo)準(zhǔn)；6、具有極低電磁輻射和高的抗電磁干擾性；

圖6 超小體積CTM1051M

目前業(yè)內(nèi)首款器件車規(guī)級(jí)隔離CAN收發(fā)器CTM1051Q也是使用了TJA1051作為CAN收發(fā)器