看整车厂如何实现信号电压幅值的一致性

　　CAN总线设计规范对于CAN节点的输出电压有着严格的规定，单个节点的输出电压如果不符合规范，则在现场组网后容易出现信号电平不可靠的情况，导致错误帧的出现，各节点间无法进行通信。具体要求如表 1所示，为测试标准“ISO 11898-2输出电压标准”。

　　表 1 ISO 11898-2输出电压标准

　　测试参数测试值（V）条件

　　最小值典型值最大值

　　显性VCAN_H输出电压2.753.54.5总线负载电阻60Ω

　　显性VCAN_L输出电压0.51.52.25总线负载电阻60Ω

　　显性Vdiff输出电压1.52.03.0总线负载电阻60Ω

　　显性Vdiff输出电压

　　（高负载）1.41.93.0总线负载电阻45Ω

　　显性VCM输出电压2.12.52.9总线负载电阻60Ω

　　隐性VCAN_H输出电压2.02.53.0总线负载电阻60Ω

　　隐性VCAN_L输出电压2.02.53.0总线负载电阻60Ω

　　隐性Vdiff输出电压-0.500.05总线负载电阻60Ω

　　隐性VCM输出电压2.252.52.75总线负载电阻60Ω

　　所以每个厂家在产品投入使用前，都要测试CAN节点DUT（被测设备）的输出电压幅值。一般是使用ISO 11989-2输出电压标准的CAN测试方法，如下描述：

　　如表 1所示负载条件下，选择被测DUT的适应条件，如图 1所示，Rtest为网络负载电阻，正常为60Ω，高负载时为45Ω。测量绝对和差分电压等级和CANL CANH线电battery voltage of 14 V. In addiTIon， measure the common mode bus voltage VCM.压： VCAN_H，VCAN_L，然后计算差分电压Vdiff和共模电压VCM。其中Vdiff和VCM的计算方法如下：

　　Vdiff = VCAN_H – VCAN_L

　　VCM = 0.5 * （VCAN_H + VCAN_L）

　　如果测试结果符合表 1所示，则通过测试。

　　图 1 输出电压测试原理

　　由此可见，该方法虽然可以测量计算出信号的输出电压，但测试系统搭建较为麻烦，且需要多次测量取平均值做计算，还有可能出现测量误差，浪费人力物力。

　　所以广州致远电子股份有限公司改进了测试方法，使用CANScope-Pro总线分析仪与CANScope-StressZ扩展板组合后，采用对称性测试的方法，避免了人工测量统计的误差，同时配合自动化测试的方式，减少了测试时间的浪费，且使大数据量统计测量得以实现，提高了测试的准确度，极大节约了人工成本。

　　测试方案如下：

　　1. 使DUT上电后，能一直发送CAN报文，CANScope不勾选总线应答，其黑色表笔（地）要和DUT的CAN收发器共地，如图 2所示，配置Stress板的模拟干扰参数，进行测试系统的测试连接。

　　按表 1所示，按照对应的测试条件，通过调整CANScope-StressZ模拟扩展板上的RHL值，进行模拟负载电阻的变化（正常测试时，RHL=60Ω，高负载测试时，RHL=45Ω），进行DUT输出差分驱动能力测试。

　　图 2 输出电压测试连接图

　　2. 启动CANScope-StressZ与CANScope，记录一段时间报文和波形后（至少10000帧以上），点击CANScope的停止，保存。然后点击“测试”中的 “对称性测试”进行共模电压VCM的自动测试，如图 3所示：

　　图 3 CANScope对称性测试

　　3. 进入“对称性测试”设置界面，如图 4所示。点击“自动设置”按钮，调整好电压范围与偏移，然后将误差电压设置为0.25，以同时符合显性与隐性电平时的VCM要求，然后可点击开始测试。

　　图 4 对称性测试共模电压

　　4. 等待进度条完成后，点击“生成报告”即可获得测试结果，如图 5所示。

　　图 5 软件眼图添加配置

　　5. 如图 6所示，点击“测试”中的 “CAN测试仪”，进行CAN_H、CAN_L、CAN_DIFF参数的测试。

　　图 6 CAN测试仪自动测试

　　6. 保持DUT（被测试设备）处于发送数据状态，如图 7所示，进入“CAN测试仪”界面，勾选电压测试，将ISO11898-2中VCAN_H，VCAN_L，Vdiff的要求填入电压测试中，点击“开启”即可。等待测试结束后，可点击“测试报告”按钮，生成如图 8 的测试报告文件。

　　注意：由于CANScope测试Vdiff的隐性最大值无法设置到0.05V，只能设置为0.5V，所以这个测试选项应使用ZDS2024示波器配合差分探头进行准确测试。

　　图 7 CAN测试仪-电压测试

　　图 8 电压测试报告

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