[發(fā)明專利]用于經(jīng)由差分總線傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā)器單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811252505.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109714234B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·弗雷;T·弗賴塔格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 邁來(lái)芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;H04L25/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永;黃嵩泉

一種用于在設(shè)備和差分網(wǎng)絡(luò)總線之間建立通信的發(fā)送器，包括：電流驅(qū)動(dòng)裝置，所述電流驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)發(fā)送器的第一傳導(dǎo)路徑和第二傳導(dǎo)路徑被連接到差分網(wǎng)絡(luò)總線的兩條傳導(dǎo)線路中的每條傳導(dǎo)線路；至少一個(gè)單向電流調(diào)節(jié)器，用于提取第一電流，該第一電流等于循環(huán)通過(guò)所述第一傳導(dǎo)路徑的寄生電流的已知比率，該寄生電流的方向與通過(guò)被連接到差分總線的線路中的一條線路的傳導(dǎo)路徑的驅(qū)動(dòng)電流相反；用于從所述第一電流獲得具有等于寄生電流的原始幅度的幅度的第二電流的裝置；用于將第二電流引入被連接到差分總線的另一條線路的第二傳導(dǎo)路徑的裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及差分通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。更具體地，它涉及用于將總線與控制節(jié)點(diǎn)連接的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代的集成技術(shù)中，經(jīng)常需要多個(gè)設(shè)備(例如主設(shè)備、從設(shè)備等)之間的通信。典型的示例將包括車輛中的控制器與不同的傳感器、功能性和被動(dòng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等之間的通信。例如，可以經(jīng)由差分網(wǎng)絡(luò)總線在兩個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備之間建立通信。

在汽車應(yīng)用中通常使用的差分通信網(wǎng)絡(luò)的示例是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)，該控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)用作通過(guò)信號(hào)復(fù)用來(lái)減少銅布線的量的方式。隨著時(shí)間推移，要求已經(jīng)被擴(kuò)展到電磁兼容性的領(lǐng)域。

在圖1的上圖109中示出了簡(jiǎn)單的信號(hào)傳輸方案。在公共電壓(或隱性狀態(tài))下，CAN高CANH總線和CAN低CANL總線線路都具有相同的信號(hào)電平101(例如相同的電壓)。在顯性狀態(tài)下，在CAN高CANH傳導(dǎo)線路和CAN低CANL傳導(dǎo)線路之間引入預(yù)定電壓差102。然后可以比較兩條線CANH、CANL中的信號(hào)，并且補(bǔ)償在兩條線中引入的任何寄生信號(hào)。

總線線路上的電壓電平應(yīng)符合差分網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范以便保證正常的功能。此外，它們應(yīng)該是非常對(duì)稱的，以便經(jīng)由總線線路具有低電磁輻射。然而，在汽車環(huán)境中，總線線路通常從例如可以承載高電流(或電流變化)的鄰近線、經(jīng)由被連接的設(shè)備的供電線路、經(jīng)由其他耦合機(jī)制等獲得電磁干擾。

圖1中的下圖110示出了連接到CAN總線112的現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)單元111。收發(fā)單元111可以集成在需要通信的設(shè)備(CAN節(jié)點(diǎn))中。收發(fā)單元111的接收器Rx 113解釋總線線路CANH、CANL上的電壓信息，并將其轉(zhuǎn)換為接收信號(hào)114，該接收信號(hào)114可以被設(shè)備進(jìn)一步使用。該設(shè)備可能需要通過(guò)CAN總線112傳輸數(shù)據(jù)、指令或通常信號(hào)。該設(shè)備生成發(fā)送信號(hào)115，并且收發(fā)單元111的發(fā)送器Tx 116將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換為總線112的總線線路CANH、CANL上的電壓電平。該信號(hào)可以由系統(tǒng)中的其余的被連接的設(shè)備和/或節(jié)點(diǎn)(未示出)的接收器進(jìn)一步解釋。Rcan 117表示總線阻抗。它們是例如分立的電阻器，以便給予網(wǎng)絡(luò)明確的條件。它們通常在第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)和最后一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)處組裝，并且它們存在于總線線路CANH、CANL之間。總網(wǎng)絡(luò)阻抗可以指定為具有總共60歐姆。

節(jié)點(diǎn)還可以包括控制器(諸如CPU或微控制器)以及網(wǎng)絡(luò)控制器，該網(wǎng)絡(luò)控制器通常是CPU或微控制器的組成部分，用于控制從指令所需的信號(hào)的供應(yīng)，反之亦然。

在具有高水平的電磁噪聲的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)總線可能受到噪聲的影響。通常，通信網(wǎng)絡(luò)的汽車實(shí)現(xiàn)被認(rèn)為是這些電磁“噪聲”環(huán)境中的一種環(huán)境。例如，當(dāng)互連網(wǎng)絡(luò)的線束暴露于電磁干擾時(shí)，可能發(fā)生差分互連網(wǎng)絡(luò)中的不期望的高頻電流尖峰。

這些干擾也將被傳送到差分網(wǎng)絡(luò)的被連接構(gòu)件的收發(fā)單元，并將與為收發(fā)單元的發(fā)送器的一部分的元件(例如二極管)相互作用。此外，單元及其元件并不總是具有理想的行為，例如當(dāng)從導(dǎo)通模式切換到非導(dǎo)通模式時(shí)。這可能導(dǎo)致附加的電流分量和信號(hào)的不對(duì)稱性。作為結(jié)果，用于檢測(cè)由發(fā)送器發(fā)送的差分信號(hào)的接收器可能檢測(cè)到這些附加的電流分量并解釋錯(cuò)誤的信號(hào)條件。這可能在電磁干擾的相對(duì)寬的頻率范圍內(nèi)發(fā)生。接收器的故障可以導(dǎo)致錯(cuò)誤的系統(tǒng)行為。