CAN匯流排技術應用越來越廣泛，但由於在工業裝置、工業自動化等領域，電磁干擾較為嚴重，保證CAN匯流排的正常通訊尤為重要。本文將分析搭配高速CAN FD收發器的匯流排網路電磁干擾的原因，及具體改善方案。
CAN FD網路下電磁相容分析
在電子產品的設計中，電磁相容EMC效能對系統的影響非常大，關係到其能正常穩定運轉。世界上已經開始對電子產品的電磁相容性做強制性限制，電磁相容效能已經成為產品效能的一個重要指標。
電磁相容主要有兩方面的內容，一個是產品本身對外界產生不良的電磁干擾影響，稱為電磁干擾發射EMI；另一個是對外界電磁訊號的敏感程度稱為電磁敏感度EMS。干擾源、相合途徑及敏感裝置是電磁相容的三要素，缺一不可。電磁相容的詳細內容如圖1所示。
圖1 電磁相容
如圖1所示，電磁干擾訊號的耦合途徑有傳導和輻射兩種。而根據耦合結果不同，干擾又分為共模干擾和差模干擾，共模干擾存在於所有的訊號線（包括訊號線、資料線和電源線等）和地線之間，而差模干擾存在於訊號線之間。
提高電磁相容性措施的有三個方面：
提高電子裝置本身的EMC效能、對輻射性耦合使用遮蔽技術加以抑制、對傳導耦合採取隔離加以抑制
。
1、EMC設計
系統主站和從站電路板的設計對系統的EMC至關重要，而一個電路板的電磁輻射能力和接收能力往往是一致的。因此，在提高電路板抗干擾能力的同時，也抑制了電路板的電磁輻射。PCB板的EMC設計主要因素有以下幾點：
元器件選擇和佈局
選擇EMC效能好的元器件，並儘量選擇表面貼裝的封裝形式。器件合理佈局，把相互有關的器件儘量放得靠近些，使各部件之間的引線儘量短。特別是微控制器和CAN控制器的時鐘源晶體一定按規定放置，否則會不起振。
合理佈局地線，降低地線阻抗
地線電平是所有訊號的參考電位。理想狀態下，電路板上所有的地線應該等電位，但是由於地線阻抗的存在導致地線各點電位有差異，所以應該儘量減小地線阻抗。最有效的辦法是做多層板，在中間專門設定一層地線面。
穩定電源
電路中邏輯閘輸出狀態切換時的瞬時效應、電源線阻抗的存在等不理想狀態總會使電源線產生噪聲，這些噪聲不僅會造成電路工作的不正常，而且會產生較強的電磁輻射。除了設定電源線網格來減小電源線的電感和阻抗外，還可以使用儲能電容。
2、電磁輻射和電磁遮蔽
電磁遮蔽是解決電磁相容問題的重要手段之一，電磁遮蔽不影響電路的正常工作，不需要修改電路。遮蔽體的有效性用遮蔽效能來度量，包括反射損耗和吸收損耗兩部分。保持遮蔽體的導電連續性是電磁遮蔽效能的關鍵CAN匯流排電纜具有很強的干擾輻射和干擾接收能力。
雙絞線的兩根線之間具有很小的迴路面積，而且雙絞線的每兩個相鄰迴路上感應出的電流具有相反的方向，相互抵消。雙絞線的絞節越密，則效果越明顯，如圖2所示。為了減小系統網路中兩路CAN匯流排之間的串擾，應該將兩組雙絞線分別遮蔽，電纜中不使用的導線接到訊號地。
圖2 增加雙絞密度，遮蔽接地
3、傳導干擾和訊號隔離
系統正常工作時，產生較大傳導性干擾的環節有：
開關電源、何服驅動器、IO控制裝置等
。而危害更大的干擾則是瞬態干擾，它的特點是時間短、幅值大、功率小。
瞬態干擾的形式有
：
電機狀態改變時產生的電快速脈衝群干擾，雷電或大功率開關在電纜上產生的浪湧，靜電放電感應等。
傳導干擾以共模形式居多，也有部分差模干擾。在系統中為保證CAN匯流排通訊的可靠性而使用的EMC措施有：訊號保護器、瞬態抑制二極體TVS、隔離收發器、光電隔離等。
訊號保護器
外接專用的訊號保護器消除干擾，如ZF-12Y2消耗干擾強度和CANFDbridge網橋做隔離。
圖3 訊號保護器與CANFDBridge隔離
瞬態抑制二極體TVS
瞬態抑制二極體並聯在訊號線和訊號地之間，用來保護電纜受到雷擊或靜電放電時產生的浪湧高壓。當TVS上的電壓超過一定的幅度時，器件迅速導通，從而將浪湧能量洩放掉，並將電壓的幅度限制在一定的範圍內。
隔離收發器
隔離是解決傳導干擾問題的理想方法，它具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。選擇隔離收發器首先要考慮傳輸延時，其延時時間對匯流排的傳輸距離和質量都會造成影響，建議使用磁隔離的CTM5MFD設計介面收發電路。
圖4 隔離收發器
光電隔離
光電隔離是解決傳導干擾問題的理想方法，它具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。選擇光耦合器件時需要考慮兩個引數：傳輸延時和共模抑制CMR，在傳輸延時滿足資料通訊波特率的情況下儘量選擇共模抑制能力高的型號。
衡量光電耦合器共模抑制能力的方法為：輸出保持高(低)時可承受的最大共模電壓上升(下降)率CMH(CML)。使用光電隔離後，也必須使用電源隔離。
總結
各種干擾裝置的輻射很複雜，要真正完全消除電磁干擾是不可能完成的任務。但是可以根據電磁相容性的基本原理採取措施來最大限度地減小電磁干擾，並使之控制在系統可容納的範圍之內，從而保證系統或裝置可靠執行。以上的改善方案，可以很好的提高CAN FD裝置的電磁相容效能。
