一、引言

在現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)中，CAN(Controller Area Network)總線技術因其高可靠性、高速率及靈活性而得到廣泛應用。CAN總線采用差分信號傳輸方式，確保信號在傳輸過程中的抗干擾能力。然而，在某些特殊應用場合，如實驗室測試或定制設備中，可能需要一個簡單且可調的CAN電平差分輸出信號源。旨在介紹如何采用簡單電路實現(xiàn)可調CAN電平差分輸出信號，以滿足這些特殊需求。

二、CAN總線信號特點

CAN總線采用差分信號傳輸方式，即CAN_H和CAN_L兩條線路上傳輸?shù)男盘柺欠聪嗟?。當CAN_H的電壓高于CAN_L時，表示邏輯“1”;當CAN_H的電壓低于CAN_L時，表示邏輯“0”。CAN總線的電平范圍通常為CAN_H在2.5V至3.5V之間，CAN_L在1.5V至2.5V之間。在隱性狀態(tài)下(無信號傳輸時)，CAN_H和CAN_L的電平相近，接近共模電壓(約2.5V)。

三、設計思路

為了實現(xiàn)可調CAN電平差分輸出信號，我們需要設計一個能夠產生差分信號的電路。該電路需要滿足以下條件：

能夠產生穩(wěn)定的共模電壓(約2.5V);

能夠產生可調的差分電壓(即CAN_H和CAN_L之間的電壓差);

差分電壓應在CAN總線允許的范圍內(CAN_H在2.5V至3.5V之間，CAN_L在1.5V至2.5V之間)。

基于以上條件，我們可以采用以下設計方案：

使用穩(wěn)壓電源為電路提供穩(wěn)定的共模電壓;

通過調節(jié)電阻分壓網(wǎng)絡來改變差分電壓;

使用差分放大器對差分信號進行放大，以滿足CAN總線電平要求。

四、電路設計

共模電壓產生電路

為了產生穩(wěn)定的共模電壓，我們可以采用一個穩(wěn)壓電源(如LM7805)來提供5V電壓。然后，通過電阻分壓網(wǎng)絡將5V電壓降至2.5V作為共模電壓。為了提高電壓穩(wěn)定性，可以在分壓網(wǎng)絡上并聯(lián)一個電容來減小紋波。

差分電壓產生電路

差分電壓產生電路主要由電阻分壓網(wǎng)絡和差分放大器組成。電阻分壓網(wǎng)絡由兩個可調電阻組成，通過調節(jié)這兩個電阻的阻值來改變差分電壓。差分放大器采用運算放大器(如LM358)來實現(xiàn)對差分信號的放大。為了獲得所需的差分電壓范圍，需要選擇合適的放大倍數(shù)和電阻值。

差分放大器電路

差分放大器電路采用雙端輸入、單端輸出的方式。輸入端連接電阻分壓網(wǎng)絡產生的差分信號，輸出端連接CAN_H和CAN_L線路。在設計中，需要注意差分放大器的共模抑制比和帶寬等參數(shù)，以確保其對共模信號的抑制能力和信號傳輸帶寬滿足要求。

五、電路實現(xiàn)與測試

電路實現(xiàn)

根據(jù)以上設計思路，我們可以繪制電路原理圖并使用電子制作工具進行電路板的制作。在制作過程中，需要注意元器件的布局和焊接質量，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。

電路測試

在電路制作完成后，需要進行測試以驗證其性能。首先，使用示波器測量共模電壓和差分電壓的穩(wěn)定性;然后，通過改變可調電阻的阻值來觀察差分電壓的變化范圍;最后，將電路連接到CAN總線上進行實際測試，觀察信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和正確性。

六、結論

介紹了一種采用簡單電路實現(xiàn)可調CAN電平差分輸出信號的方法。通過設計共模電壓產生電路、差分電壓產生電路和差分放大器電路等部分，我們可以獲得一個穩(wěn)定且可調的CAN電平差分輸出信號源。該電路具有結構簡單、成本低廉、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，適用于實驗室測試或定制設備等特殊應用場合。