[發明專利]高速CAN總線用自適應阻抗匹配模塊、方法及系統

有效

• 申請號: 201510712487.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105278411B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 仲啟端;管和平
• 申請（專利權）人: 新譽軌道交通科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

本發明涉及一種高速CAN總線用自適應阻抗匹配模塊、方法及系統，本自適應阻抗匹配模塊適于根據CAN總線相應端的信號線之間的電壓差，以自適應調節該端的終端電阻值。本發明的自適應阻抗匹配模塊及方法適于在環境溫度、總線長度等變化的情況下，能夠根據CAN總線終端的顯性位電壓的變化，實現了自適應調節終端電阻實現匹配，在一定程度上能夠提高高速CAN總線傳輸的可靠性，減少故障發生率。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種高速CAN總線用自適應阻抗匹配模塊、方法及系統。

背景技術

目前對高速CAN總線的終端電阻配置多使用120Ω固定電阻值或經過計算的固定電阻值，滿足了大部分場合的應用。但終端電阻的匹配還收到其他因素的影響，如：使用不同總線電纜的阻抗也不一樣；環境變化將導致總線傳輸的阻抗、容抗特性變化等。在實際使用時，存在以下幾種情況：

1、使用不同的通信電纜的阻抗、容抗等特征參數不同；

2、使用時根據需要改變總線長度或增刪CAN總線上的節點，導致CAN總線上的特征參數變化；

3、環境因素(如溫度)比較大變化導致CAN總線特征參數改變。

加上電磁干擾等影響，這些復雜情況隨機組合可導致原本可靠或比較可靠的高速CAN總線傳輸的可靠性降低，甚至出現錯誤幀。采用固定電阻值的終端電阻較難適應一些特殊場合的阻抗匹配，一般是在問題發生后調查并處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種CAN總線自適應阻抗匹配模塊、方法及系統，解決了由于CAN總線特征參數變化而導致的終端電壓差變化，進而造成CAN總線傳輸的可靠性降低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種CAN總線用自適應阻抗匹配模塊，所述自適應阻抗匹配模塊適于根據CAN總線相應端的信號線之間的電壓差，以自適應調節該端的終端電阻值。

進一步，所述自適應阻抗匹配模塊包括：電壓檢測電路、單片機和數字電位器，其中所述電壓檢測電路用于檢測CAN總線相應端的信號線之間的電壓差；所述單片機與電壓檢測電路相連，且通過電壓差控制數字電位器的輸出電阻值作為與電壓差相匹配的終端電阻值。

進一步，當所述電壓檢測電路檢測電壓差在1.5V-2.5V之間時，所述數字電位器的輸出電阻值為120Ω；當所述電壓檢測電路檢測電壓差大于0.5V且小于1.5V時，所述數字電位器的增大輸出電阻值，直至電壓檢測電路檢測到電壓差提高至1.5V-2.5V之間；當所述電壓檢測電路檢測電壓差大于2.5V時，所述數字電位器的減小輸出電阻值，直至電壓檢測電路檢測到電壓差下降至1.5V-2.5V之間。

進一步，所述輸出電阻值的調節步進值為10Ω。

進一步，所述單片機內的存儲單元還適于保存電壓差在1.5V-2.5V之間時的終端電阻值。

進一步，為了解決同樣的技術問題，本發明還提供了一種CAN總線用自適應阻抗匹配方法，該方法包括如下步驟：

步驟S1，在CAN總線呈顯性位時，分別檢測CAN總線兩端信號線之間的電壓差；

步驟S2，根據相應端的電壓差，調節該端的終端電阻值。

進一步，所述終端電阻值通過自適應阻抗匹配模塊實現調節，即所述自適應阻抗匹配模塊包括：電壓檢測電路、單片機和數字電位器，其中所述電壓檢測電路用于檢測CAN總線相應端的信號線之間的電壓差；所述單片機與電壓檢測電路相連，且通過電壓差控制數字電位器的輸出電阻值作為與電壓差相匹配的終端電阻值。