3.3V CAN總線收發(fā)器SN65HVD23x：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在工業(yè)、汽車等眾多領(lǐng)域，CAN（Controller Area Network）總線憑借其高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為了串行通信物理層的主流選擇。TI推出的SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235這三款CAN總線收發(fā)器，以其出色的性能和豐富的特性，在市場上占據(jù)了一席之地。今天，我們就來深入探討一下這三款收發(fā)器的相關(guān)內(nèi)容。

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產(chǎn)品概述

SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235是符合ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線收發(fā)器，采用單3.3V電源供電，能夠在差分CAN總線和CAN控制器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能，最高信號速率可達(dá)1Mbps。它們專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，具備多種保護(hù)功能和特性，適用于工業(yè)、樓宇自動化、交通運(yùn)輸和汽車等多個(gè)領(lǐng)域。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

電氣特性與保護(hù)功能

• 電源與信號速率：單3.3V電源供電，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)1Mbps，滿足大多數(shù)應(yīng)用場景的需求。
• 故障與ESD保護(hù)：總線引腳的故障保護(hù)超過±36V，ESD保護(hù)超過±16kV HBM，有效提高了產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。
• 兼容性與合規(guī)性：與ISO 11898 - 2兼容，符合GIFT/ICT標(biāo)準(zhǔn)，確保了產(chǎn)品的通用性和合規(guī)性。
• 共模范圍：具有擴(kuò)展的 - 7V至12V共模范圍，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

其他特性

• 高輸入阻抗：高輸入阻抗允許總線上連接多達(dá)120個(gè)節(jié)點(diǎn)，為大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了可能。
• LVTTL I/O：LVTTL I/O具有5V容差，增強(qiáng)了與其他設(shè)備的兼容性。
• 可調(diào)節(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)換時(shí)間：可調(diào)節(jié)驅(qū)動轉(zhuǎn)換時(shí)間，有助于改善發(fā)射性能，減少電磁干擾。
• 低功耗模式：具備低電流待機(jī)模式，典型電流為200μA；SN65HVD234還具有超低電流睡眠模式，典型電流僅為50nA，有效降低了系統(tǒng)功耗。

不同型號功能差異

模式控制

三款收發(fā)器的RS引腳（引腳8）提供三種工作模式：高速模式、斜率控制模式和低功耗待機(jī)模式。通過不同的連接方式，可以靈活選擇工作模式。

• 高速模式：將引腳8直接接地，驅(qū)動輸出晶體管可以最快速度開關(guān)，上升和下降斜率無限制。
• 斜率控制模式：在RS引腳和地之間連接一個(gè)電阻，可以調(diào)節(jié)上升和下降斜率，斜率與引腳的輸出電流成正比。例如，電阻值為10kΩ時(shí)，設(shè)備驅(qū)動的壓擺率約為15V/μs；電阻值為100kΩ時(shí)，壓擺率約為2.0V/μs。
• 低功耗待機(jī)模式：當(dāng)RS引腳施加高邏輯電平時(shí)，設(shè)備進(jìn)入低電流待機(jī)（僅監(jiān)聽）模式，此時(shí)驅(qū)動關(guān)閉，接收器保持活躍。

特殊模式

• SN65HVD233 - 回環(huán)模式：當(dāng)回環(huán)（LBK）引腳（引腳5）為邏輯高電平時(shí)，總線輸出和總線輸入處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，內(nèi)部D到R路徑保持活躍，可用于自診斷節(jié)點(diǎn)功能，而不會干擾總線。
• SN65HVD234 - 超低電流睡眠模式：當(dāng)EN引腳（引腳5）施加低邏輯電平時(shí)，SN65HVD234進(jìn)入超低電流睡眠模式，驅(qū)動和接收器電路均停用；當(dāng)引腳5施加高邏輯電平時(shí)，電路重新激活。
• SN65HVD235 - 自動波特率回環(huán)模式：AB引腳（引腳5）實(shí)現(xiàn)了總線僅監(jiān)聽回環(huán)功能，允許本地節(jié)點(diǎn)控制器與CAN總線的波特率同步。在自動波特率模式下，驅(qū)動的總線輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，接收器的總線輸入保持活躍，內(nèi)部有D引腳到R引腳的回環(huán)，有助于控制器進(jìn)行波特率檢測。

應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

總線設(shè)計(jì)

• 節(jié)點(diǎn)與負(fù)載：ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)速率、總線長度和節(jié)點(diǎn)數(shù)量的上限，但通過精心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以突破這些限制。SN65HVD23x系列收發(fā)器具有高輸入阻抗和寬共模范圍，能夠支持多達(dá)120個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且滿足1.5V的驅(qū)動差分輸出要求。
• 終端電阻：ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)要求使用120Ω特性阻抗的雙絞線電纜，并在總線兩端使用終端電阻?？梢圆捎闷胀ǖ?20Ω電阻終端，也可以使用分裂終端（兩個(gè)60Ω電阻中間通過電容接地），以提供共模濾波功能。在選擇終端電阻時(shí)，需要注意其功率額定值，避免在電源短路等情況下?lián)p壞設(shè)備。

電源與布局

• 電源推薦：為確保在所有數(shù)據(jù)速率和電源電壓下可靠運(yùn)行，每個(gè)電源應(yīng)使用一個(gè)100nF陶瓷電容進(jìn)行去耦，電容應(yīng)盡可能靠近VCC電源引腳。TPS76333是適合3.3V電源的線性電壓調(diào)節(jié)器。
• 布局指南：PCB設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從保護(hù)和濾波電路的設(shè)計(jì)入手，采用高頻布局技術(shù)，使用VCC和接地平面提供低電感。在總線連接器處使用外部瞬態(tài)保護(hù)設(shè)備，防止ESD和EFT瞬態(tài)干擾。同時(shí)，合理放置旁路和大容量電容、終端電阻等元件，減少信號干擾。

總結(jié)

SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235這三款CAN總線收發(fā)器以其豐富的特性和出色的性能，為CAN總線應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的型號，并注意總線設(shè)計(jì)、電源供應(yīng)和PCB布局等方面的要點(diǎn)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。