CAN FD的降噪措施

1. CAN FD是什么
CAN FD是連接汽車內的ECU或電腦并進行通訊的車內局域網之一。CAN FD能夠以比以往的CAN標準更快的速度進行通訊。

2. 噪聲問題
CAN的速度提升和噪聲問題
CAN FD具有比以往的CAN更高的比特率。
這也增加了CAN通訊時產生的發射噪聲問題。

CAN-FD的噪聲問題
CAN FD等接口使用被稱為差分傳輸的傳輸方式。
差分傳輸通過兩條信號線之間的電位差傳輸信號，因此具有不易受外部輻射噪聲影響的特點。此外，兩條信號線上因信號而產生的電波還會相互抵消，因此難以作為噪聲向外發射。

針對外部噪聲

針對噪聲輻射

然而，由于各種因素，電路板上會產生共模電流。如果共模電流流入差分傳輸線的電纜，電纜就會輻射共模噪聲。

3. 噪聲問題的對策

利用共模扼流圈
共模扼流圈適合用來解決共模噪聲問題。
共模扼流圈是通過磁力將兩條信號線耦合的線圈，能夠在不影響差分信號等差模信號的前提下，僅消除共模噪聲。

共模扼流圈的質量及模式轉換
原則上，共模扼流圈具有消除共模噪聲的功能，但如果兩條信號線的線圈均衡被打破，就會發生模式轉換，部分差模信號被轉換為共模信號，從而產生噪聲。因此，使用模式轉換較少的、能夠保持均衡的共模扼流圈是非常重要的。

建議用于CAN FD的共模扼流圈

4. 降噪措施的效果

確認共模扼流圈的降噪效果
為了評估共模扼流圈的降噪效果，我們使用信號發生器驅動CAN FD收發器，并通過頻譜分析儀觀察了CAN-H和CAN-L線上的共模噪聲。我們插入三種不同的共模扼流圈，并分別確認了各線圈的效果。

通過結果可知，噪聲級別會隨著信號發生器比特率的增加而增加。
此外，我們還發現，在三種共模扼流圈中，DLW32SH101XF2的降噪效果相對較高。DLW32SH101XF2在各比特率下皆能有效地抑制噪聲。

確認傳導發射對策的效果
之后，我們通過傳導發射測量（150Ω方法）確認了DLW32SH101XF2的降噪效果。
該測量符合IEC 62228-2:2019規定的“射頻干擾的發射”條件。

通過使用DLW32SH101XF2，我們成功地達到了傳導發射中限值要求非常嚴格的Class III標準。

確認抗擾度對策的效果
接著，為了確認抗擾度對策的效果，我們進行了抗擾度實驗之一的DPI（直接功率注入）實驗。該測量符合IEC 62228-3:2019規定的“對射頻干擾的抗擾度”條件。

在DPI測試中，通過使用DLW32SH101XF2也能滿足限值要求非常嚴格的Class III標準。

5. 總結

在CAN FD中，共模噪聲是容易經常出現的問題

共模扼流圈可以有效地消除共模噪聲

為防止因模式轉換而產生共模噪聲，共模扼流圈的模式轉換特性也非常重要

DLW32SH101XF2在傳導發射和DPI對策方面皆有效。

文章來源：Murata官網