主流的CAN收發(fā)器性能PK對(duì)比
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10年前，國(guó)內(nèi)的CAN收發(fā)器主流還是NXP（當(dāng)年叫飛利浦）的PCA82C250，后來(lái)升級(jí)為PCA82C251，增強(qiáng)了管腳耐壓能力與熱關(guān)斷功能，幾乎所有CAN節(jié)點(diǎn)都使用PCA82C250/251。
但隨著汽車電子迅猛發(fā)展，以及半導(dǎo)體技術(shù)更新?；谌龢O管架構(gòu)的PCA82C250/251已經(jīng)無(wú)法滿足汽車電子用戶要求。所以NXP公司推出了新一代基于JFET的TJA1040/1050T收發(fā)器，不但可以與老的PCA82C250/251實(shí)現(xiàn)無(wú)縫升級(jí)，而且增加了待機(jī)模式功能與Split共模輸出功能。同時(shí)為了防止MCU死機(jī)而拉低TXD，在收發(fā)器中增加了發(fā)送顯性超時(shí)關(guān)斷功能，所以TJA1040/1050的最高波特率只能到40Kbps，所以這就使得許多低波特率客戶（比如煤礦都是使用5Kbps）無(wú)法替換升級(jí)。
從特性來(lái)說(shuō)，PCA82C250/251在高速波特率下過(guò)沖很嚴(yán)重，在進(jìn)行CE認(rèn)證時(shí)通不過(guò)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，而TJA1040/1050的電磁輻射就小的多，可以通過(guò)CE認(rèn)證。因?yàn)槭澜缟螩AN收發(fā)器的需求量增大，TI公司、Freescale公司、美信公司、Microhip公司紛紛推出了自己的高速CAN收發(fā)器。
本文對(duì)NXP的新舊兩類收發(fā)器，以及SN65HVD251(TI公司生產(chǎn))和MC33901(Freescale公司生產(chǎn))進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。SN65HVD251收發(fā)器最低支持5kbps的波特率，同時(shí)電磁輻射較TJA1040T的更小，并且三者保持管腳兼容，區(qū)別在于SN65HVD251的差分電壓幅度較大。MC33901收發(fā)器最低支持5kbps波特率，同樣具有電磁輻射較小的特點(diǎn)，在各種波特率下均無(wú)出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)沖現(xiàn)象，但該芯片的使用必須將3、5引腳連接到一起，替換原來(lái)芯片時(shí)，需更改PCB電路設(shè)計(jì)。
表1四種收發(fā)器對(duì)比
注：這里只給出實(shí)測(cè)結(jié)果，詳細(xì)官方參數(shù)對(duì)比見(jiàn)收發(fā)器對(duì)比文檔。
如果只是對(duì)比手冊(cè)參數(shù)，是很難發(fā)現(xiàn)收發(fā)器的一些隱藏特性的，所以本文使用CANScope-Pro分析儀對(duì)這四類收發(fā)器進(jìn)行眼圖分析其特性。
1.SN65HVD251在1Mbps下的波形和眼圖測(cè)量結(jié)果如圖所示：
圖1 SN65HVD251 1Mbps波形
圖2 SN65HVD251 1Mbps眼圖
此收發(fā)器，EMI性能較好，輻射較小，但高波特率時(shí)，位時(shí)間會(huì)有抖動(dòng)，產(chǎn)生2條亮線的眼圖。說(shuō)明其會(huì)影響位時(shí)間。因此在1M波特率下不推薦使用。
2.PCA82C250/1在1Mbps下的波形和眼圖測(cè)量結(jié)果如圖所示：
圖3 PCA82C250/1 1Mbps波形
圖4 PCA82C250/1 1Mbps眼圖
可以看到，這種老收發(fā)器斜率很陡，但過(guò)沖很明顯，EMI超標(biāo)嚴(yán)重。而且在過(guò)沖后，有明顯的抖動(dòng)，下降沿有明顯的下沖。這些都會(huì)對(duì)EMC性能造成影響。
3.TJA1040/1050T在1Mbps下的波形和眼圖測(cè)量結(jié)果如圖所示：
圖5 TJA1040/1050T 1Mbps波形
圖6 TJA1040/1050T 1Mbps眼圖
此收發(fā)器基本沒(méi)有過(guò)沖，而且斜率也比較理想，所以目前汽車電子上基本都是使用該系列收發(fā)器或者其升級(jí)版TJA1042/1051T。
4.MC33901在1Mbps下的波形和眼圖測(cè)量結(jié)果如圖所示：
圖7 MC33901 1Mbps 波形
圖8 MC33901 1Mbps眼圖
此收發(fā)器波形非常完美，EMI輻射很小，而且波特率精準(zhǔn)度搞，故目前致遠(yuǎn)電子CTM8251KT/AT中使用的是此型號(hào)收發(fā)器。
