Tại sao bus CAN sử dụng điện trở 120 ohm làm điện trở kết thúc mà không phải bất kỳ giá trị nào khác?

Tôi biết lý do sử dụng điện trở kết thúc trên xe buýt CAN và tầm quan trọng của nó.

Nhưng tại sao 120 ohm? Làm thế nào mà giá trị này đi lên? Có bất kỳ lý do cụ thể để sử dụng 120 ohm?

Bạn cần phải làm quen với Lý thuyết Đường truyền để hiểu vật lý sâu hơn khi chơi ở đây. Điều đó nói rằng, đây là tổng quan cấp cao:

Việc chấm dứt quan trọng như thế nào đối với hệ thống của bạn hầu như chỉ được xác định bởi thời gian của dây dẫn xe buýt. Ở đây chiều dài được xác định theo các bước sóng. Nếu xe buýt của bạn ngắn hơn một bước sóng trên 10, việc chấm dứt là không liên quan (thực tế) vì có nhiều thời gian để các phản xạ được đưa ra từ một sự không phù hợp trở kháng sẽ chết.

Độ dài được xác định theo bước sóng là một đơn vị lạ trong lần gặp đầu tiên. Để chuyển đổi sang đơn vị tiêu chuẩn, bạn cần biết vận tốc của sóng và tần số của nó. Vận tốc là một chức năng của môi trường mà nó đi qua và môi trường xung quanh môi trường. Thông thường điều này có thể được ước tính khá tốt thông qua hằng số điện môi của vật liệu và giả sử không gian tự do xung quanh môi trường đó.

Tần suất thú vị hơn một chút. Đối với tín hiệu số (chẳng hạn như tín hiệu CAN), bạn quan tâm đến tần số tối đa trong tín hiệu số. Đó là xấp xỉ bởi f, max = 1 / (2 * Tr) trong đó Tr là thời gian tăng (xác định 30% -60% mức điện áp cuối cùng, một cách bảo thủ).

Tại sao nó chỉ đơn giản là một chức năng của thiết kế bị giới hạn bởi kích thước vật lý. Nó không đặc biệt quan trọng mà giá trị họ đã chọn trong phạm vi rộng (ví dụ: họ có thể đã đi với 300 Ohms). Tuy nhiên, tất cả các thiết bị trong mạng phải tuân theo trở kháng của bus, vì vậy một khi tiêu chuẩn CAN được công bố, không thể có thêm tranh luận.

Đây là một tài liệu tham khảo cho ấn phẩm (Cảm ơn @MartinThndry).

Loại bus CAN này được dự định thực hiện bằng một cặp dây xoắn. Trở kháng đường truyền của cặp xoắn không xác định không chính xác, nhưng 120 sẽ gần hết thời gian cho các dây tương đối lớn thường được sử dụng cho CAN.

Các điện trở cũng có chức năng khác trong CAN. Bạn có thể nghĩ về CAN như một chiếc xe buýt thu mở được triển khai như một cặp vi sai. Tổng cộng 60 là lực kéo thụ động của xe buýt CAN. Khi không có gì lái xe buýt, hai đường dây có cùng điện áp do 60 Ω giữa chúng. Để lái xe buýt đến trạng thái thống trị, một nút kéo các đường dây cách nhau, mỗi đường khoảng 900 mV, cho tổng tín hiệu vi sai 1,8 V. Xe buýt không bao giờ được chủ động lái đến trạng thái lặn, chỉ cần buông. Điều đó có nghĩa là điện trở giữa các dòng cần đủ thấp để các dòng trở về trạng thái không hoạt động trong một phần nhỏ của thời gian.

Lưu ý rằng tiêu chuẩn CAN thực tế không nói gì về lớp vật lý ngoài việc nó phải có các trạng thái chiếm ưu thế và thoái hóa này. Ví dụ, bạn có thể triển khai bus CAN dưới dạng một dòng collector mở kết thúc. Xe buýt vi sai mà bạn đang nghĩ đến thường được sử dụng với CAN và được thể hiện trong các chip điều khiển xe buýt từ các nhà sản xuất khác nhau, như Microchip MCP2551 phổ biến.

CAN Bus là một xe buýt khác biệt. Mỗi cặp dây vi sai là một đường truyền. Về cơ bản, điện trở kết thúc phải phù hợp với Trở kháng đặc trưng của đường truyền để tránh phản xạ. Bus CAN có trở kháng đường đặc tính danh nghĩa là 120Ω. Do đó, chúng tôi đang sử dụng giá trị điện trở kết thúc điển hình là 120Ω ở mỗi đầu của xe buýt.