Должно ли оконечное сопротивление CAN-шины быть 120 Ом?
16 октября 2025В практическом применении CAN-шины, как показано на рисунке 1, на обоих концах линии необходимо подключить резистор 120 Ом. Так на чем основан выбор 120 Ом?
Рисунок 1
Ниже мы возьмем для анализа структурную схему внутренней архитектуры TJA1044 в качестве примера.
Рисунок 2
Особенность CAN-шины заключается в том, что доминантный уровень соответствует 0, а рецессивный — 1. Когда шина находится в рецессивном состоянии, оба верхний и нижний транзисторы Q1 и Q2 внутри TJA1044 закрыты, CANH и CANL находятся в неактивном состоянии с разностью напряжений 0 В. Когда шина доминантна, оба транзистора Q1 и Q2 открываются, формируя разность напряжений между CANH и CANL. Если на шине нет нагрузки и она рецессивна, дифференциальное сопротивление шины будет очень большим, из‑за чего даже минимальная внешняя энергия может сделать шину доминантной. Основная причина в том, что минимальный пороговый дифференциальный уровень для доминантного состояния у типовых приемопередатчиков составляет всего около 500 мВ. Поэтому для повышения помехоустойчивости требуется оконечный резистор. Однако его сопротивление следует выбирать как можно меньшим (в том числе чтобы избежать чрезмерного тока).
Кроме того, необходимо учитывать паразитную емкость на шине. В доминантном состоянии конденсатор заряжается, а в рецессивном — разряжается. Если на шине нет параллельных резисторов, разряд возможен только через приемопередатчики на обоих концах, что влияет на время перехода между состояниями (рецессивным и доминантным) и приводит к аномалиям формы сигнала (подъем/«ползущий» фронт), как показано на рисунке 3. Когда сигнал в высокоскоростном канале передачи встречает разрыв по импедансу, возникают отражения, которые мы называем несогласованием. Добавление оконечных резисторов устраняет или уменьшает влияние отражений. Оконечные резисторы поглощают энергию сигнала, предотвращая ее распространение по шине. Почему именно 120 Ом? Стандарт ISO 11898‑2 четко определяет 120 Ом как наиболее разумное значение сопротивления, полученное по результатам большого количества экспериментальных испытаний.
Рисунок 3
Если вы хотите проверить, какое сопротивление оконечного резистора требуется в реальном проекте, можно использовать метод испытаний, показанный на рисунке 4 ниже.
Рисунок 4
Подключите регулируемый резистор параллельно шине и изменяйте его до тех пор, пока форма прямоугольного сигнала не будет искажаться. При выборе мощности оконечного резистора необходимо учитывать режим короткого замыкания интерфейса. Это означает, что при коротком замыкании ток короткого замыкания будет течь напрямую от CANH к CANL. Однако ток, который способен выдержать типовой CAN‑трансивер, составляет лишь десятки мА (из‑за внутреннего ограничения тока). Например, TJA1044 выдерживает только 50 мА. По формуле P = I² · R получаем: 50 мА · 50 мА · 120 Ом = 0,3 Вт. Поэтому выбирают резистор мощностью 0,25 Вт — распространенный корпус 1206.