CAN收發(fā)器發(fā)展歷程

　　在CAN通信中，收發(fā)器起到了十分相當特別的作用。目前市面的收發(fā)器型號也是不計其數，本文則是根據收發(fā)器的發(fā)展，簡單介紹幾款收發(fā)器的特點。

　　很多年前，NXP的CAN收發(fā)器幾乎在每一個CAN節(jié)點上都看的到，當時最常見的型號就是PCA82C250。

　　曾有工程師較為全面的總結了一下PCA82C250的主要特點，1、高速率(1Mbit/s);2、能夠完全兼容ISO11898;3、有低電流待機模式且存在過熱保護;4、采用斜率控制，降低射頻干擾;5、總線上至少可掛110個節(jié)點，且節(jié)點未上電時不會干擾總線。

　　后來，PCA82C250升級為PCA82C251，常規(guī)上來看，兩個型號是完全的pin對拼替換，但是根據整體性能而言，PCA82C251還是做了一些修改。例如，1、在系統額定電源上，由原型號的12V改為24V供電;2、CANHCANL電壓承受范圍由-8V-18V改為-40V-40V;3、瞬間高壓承受能力也提高到-200V-200V;之后，大部分用戶在選型時更多選擇PCA82C251，也是因為它在隱性狀態(tài)下的拉電流更小，在掉電情況下的總線輸出特性有一定改善。

　　然而，汽車電子行業(yè)的發(fā)展也在推動收發(fā)器的更新和換代。此時，基于JFET的TJA系列開始走上歷史舞臺。

　　最常見的TJA就是TJA1040和TJA1050，我司的工程師也曾對其特征進行了簡要總結：

　　圖1 對比圖

　　那么TJA1040/1050與PCA82C250/251究竟有哪些功能上的區(qū)別?

　　我們以TJA1040和PCA82C251為例，同作為高速的收發(fā)器，主要的不同點主要是以下幾點：1、在無源的狀態(tài)下，TJA1040相當于脫離總線，在性能上更加良好;2、PCA82C251具有斜率控制，而TJA1040則是固定斜率控制。具體區(qū)別可參考引腳設計。3、PCA82C251不具備TXD顯性超時保護功能，而TJA1040在這一點上做的不錯;4、正常工作模式下，PCA82C251的收發(fā)功率不大，但是TJA1040的則更小，最大消耗15uA;5、輸出的差分電壓，PCA82C251是1V-5V，TJA1040則是1.5V-3V;除此以外在靜電保護上TJA1040也會更勝一籌。

　　圖2 兩者的結構圖對比

　　針對于這兩個型號的產品，根據數據手冊給出的資料，PCA82C251的最低波特率是5kbps，TJA1040的最低波特率是40kbps，如果使用低波特率的用戶基本上不能進行直接替換。為了得到更多的對比結果，我司也曾用CANScope進行測量，對其性能進行驗證對比。

　　圖3 PCA82C250/1 1Mbps眼圖

　　圖4 TJA1040/1050T 1Mbps波形

　　從特性來說，PCA82C251在高速波特率下過沖很嚴重，在進行CE認證時通不過認證標準，而TJA1040的電磁輻射就小的多，波形非常完美，EMI輻射很小，而且波特率精準度搞。

　　所以，目前大多隔離CAN收發(fā)器里主要使用的收發(fā)器也是TJA1040/1050系列，例如TJA1051T、TJA1042T、TJA1043T、TJA1044GT等等。包含的的隔離CAN收發(fā)器型號則有CTM1051系列，CTM8251系列等等。

　　圖5 CAN隔離模塊

　　基于各收發(fā)器的特性，隔離收發(fā)器的特點則是：1、波特率支持5K~1Mbps或40K~1Mbps;2、工作溫度-40~85℃或-40~105℃;3、隔離電壓：2500VDC 或3500VDC;4、Mini小體積或標準模塊化封裝;5、外殼及灌封材料符合 UL94 V-0 標準;6、具有極低電磁輻射和高的抗電磁干擾性;

　　圖6 超小體積CTM1051M

　　目前業(yè)內首款器件車規(guī)級隔離CAN收發(fā)器CTM1051Q也是使用了TJA1051作為CAN收發(fā)器