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1、·设计·计算·研究·屏蔽双绞线在车用CAN总线中的抗干扰能力研究(杨龙山王丽芳(中国科学院电工研究所)【摘要】通过对单芯线与屏蔽双绞线之间的电磁场耦合机理分析,对当CAN总线采用屏蔽双绞线作为通讯介质时,影响其抗干扰能力的因素进行了研究。根据FORD汽车公司关于数据线传导瞬态抗扰度的测试方法,搭建了CAN总线通讯介质抗干扰能力测试平台,比较了几种不同参数屏蔽双绞线的抗干扰能力,对影响因素进行了试验验证。主题词:CAN总线屏蔽双绞线抗干扰能力中图分类号:U463.6文献标识码:A文章编号:1000-3703(2006)12-0009-03TheStudyonAnt
2、i-JammingCapabilityofSTPAppliedinVehicleCANBusYangLongshan,WangLifang(InstituteofElectricalEngineeringChineseAcademicofSciences)【Abstract】ThroughelectromagneticcouplingmechanismanalysisbetweensinglelineandSTP,thispaperstudiesseveralfactorswhichaffecttheanti-jammingcapabilitiesofSTPus
3、edinCANbus.AccordingtotheFORDautomotivecompanystandardabouttheimmunityfromconductivetransientsforthedatabus,establishingthesystemtestplatformfortheanti-jammingcapabilityofthecommunicationmediumofCANbus,comparinganti-jammingcapabilityofseveraldifferentparametersSTP,andvalidatingthefac
4、torsofeffect.Keywords:CANbus,STP,Anti-jammingcapability验证。1前言2单芯线与屏蔽双绞线耦合机理分析CAN总线以其诸多的优点在汽车上得到了广泛应用。但由于汽车内部电控部件对CAN总线产生2.1电场耦合分析的干扰,使其处于从低频到高频变化的外部电磁环由于屏蔽双绞线的扭绞特性,使其对磁场具有[2]境中,因此对CAN总线的抗干扰能力提出了较高的较强的抗干扰能力,但对电场基本不起作用。而正[1]要求。根据ISO11898-2的规定,CAN总线应满足是由于双绞线相互缠绕的特性,使得双绞的两条传ISO7637-3的3a、
5、3b的脉冲测试要求,Daimler-输线均匀地与屏蔽层存在电容耦合,就像是一根单Chrysler、FORD、GM等汽车公司也均在数据线传输芯线结构的屏蔽线,所以在对屏蔽双绞线进行电场可靠性方面提出了各自的测试要求。可见,作为数耦合分析时,可以采用屏蔽的“单芯”传输线代替屏[3]据传输的CAN总线,具有良好的抗电磁干扰特性的蔽双绞线进行分析。通讯介质是保证其可靠性的一个重要因素。图1为屏蔽双绞线与单芯线的电场耦合电路,本文分析了单芯线与屏蔽双绞线之间的电磁其中干扰信号在单芯线中产生,通过电场耦合在屏场耦合机理,指出了当CAN总线采用屏蔽双绞线作蔽双绞线上产生干扰电
6、压。为便于分析,可以通过为通讯介质时影响屏蔽双绞线抗干扰能力的因素,图2所示的等效电场耦合图得出屏蔽层因干扰而并有针对性地选择了几种不同参数的屏蔽双绞线,产生的共模干扰电压VSH:在根据FORD汽车公司关于数据线传导瞬态抗扰VSHR2LRS/4=·(1)度的测试方法所搭建的总线系统测试试验平台上,E0R2G+R2LXC+RS/4对影响屏蔽双绞线抗干扰能力的因素进行了试验式中,RS为屏蔽层的电阻;XC、R2L、R2G分别为屏蔽层与单芯线间容抗、干扰回路的源阻抗和负载阻抗;E0(基金项目:国家“十五”863计划电动汽车重大专项“电动汽车总线系统抗干扰能力测试研究(2
7、005AA501670)”资助项目。2006年第12期—9—·设计·计算·研究·为干扰源电压。感和线间电容,所以存在线间干扰。但由于屏蔽效则在屏蔽双绞线的终端负载产生的干扰电压能反映的是屏蔽线自身固有的电磁屏蔽特性,本质EL为:上其大小并不取决于芯线的多少,所以在研究屏蔽VSHR2线对磁场屏蔽效能时,也可将屏蔽双绞线看作“单EL=(2)XC1+R2芯”屏蔽线来研究[4]。R=R0RL(3)图3为屏蔽双绞线的屏蔽层与其中心导线的2R0+RL磁场耦合等效电路,由此可得出屏蔽层上的电流IS式中,R0、RL分别为屏蔽双绞线两端的负载;XC1为在中心导线上感应的干扰电压U
8、N为:屏蔽层与中心导线间
