CAN 总线为何要加终端电阻?
CAN 总线属于高速差分通信,总线上的信号实际上是高速脉冲。
当信号在线缆中传播时,如果线缆末端“阻抗不匹配”,信号到达末端后,就会像水波撞墙一样被反弹回来。
这种现象叫:
信号反射(Reflection)
反射之后会导致:
波形畸变
电压震荡
通信错误
CRC 错误
丢帧
波特率越高越严重
尤其在:
500kbps
1Mbps
长距离通信
中非常明显。
二、终端电阻的作用
CAN 总线两端通常各加一个:
120Ω 终端电阻
作用就是:
1、阻抗匹配
CAN 双绞线的特性阻抗一般约为:
120Ω
因此在线缆末端并联 120Ω 电阻,可以让信号“认为线路还在继续”,从而吸收信号能量,避免反射。
这就是:
阻抗匹配
原理。
三、为什么是两个 120Ω?
标准 CAN 总线结构:
120Ω —— CAN节点 —— CAN节点 —— 120Ω
即:
总线首端一个 120Ω
总线末端一个 120Ω
两个并联后:
所以整个 CAN 总线看到的等效阻抗约为:
60Ω
这也是很多 CAN 设备测量 CANH 与 CANL 阻值时,看到约 60Ω 的原因。
四、不加终端电阻会怎样?
如果没有终端电阻:
低速时
可能还能通信。
比如:
10kbps
50kbps
因为速度慢,反射影响较小。
高速时
会出现:
数据错乱
波形毛刺
仲裁失败
频繁掉线
无法通信
尤其:
1Mbps
长线
多节点
问题会非常严重。
五、终端电阻还有一个作用:提高抗干扰能力
CAN 使用的是:
差分通信
CANH 与 CANL 之间存在差分电压。
终端电阻可以:
稳定总线共模电压
提高信号完整性
降低 EMI
增强抗干扰能力
因此汽车、工业现场、机器人等强干扰环境中,终端电阻非常关键。
六、为什么不能随便多加终端电阻?
很多新手会犯一个错误:
每个节点都加120Ω
这是错误的。
因为多个终端电阻并联后:
总阻值会越来越小。
例如:
3个120Ω并联 → 40Ω
4个120Ω并联 → 30Ω
阻值过小会导致:
总线负载过重
驱动电流增大
波形幅度下降
通信异常
七、正确接法
正确结构:
[120Ω]=================[120Ω]
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节点A 节点B 节点C
注意:
只有总线两端加终端电阻
中间节点不能加
尽量使用双绞线
支线(Stub)不要太长
八、实际工程经验
1、测量总线是否正常
断电后测:
CANH ↔ CANL
正常应约:
60Ω
如果:
120Ω → 少一个终端
无穷大 → 两个都没接
30Ω → 多接了终端
2、高速 CAN 对布线很敏感
例如:
1Mbps
车载 CAN FD
支线太长也会产生反射。
因此:
主干尽量直
支线尽量短
两端终端必须标准


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