终端电阻的作用

  之前只是知道CAN总线终端电阻是120欧姆,原因是符合阻抗匹配，但具体是匹配什么呢？来进一步了解一下吧

增强抗干扰能力，为高频低能量的信号提供通路

我们知道CAN总线的显性信号代表逻辑0，隐性信号代表逻辑1.下图是一个CAN收发器的结构框图

  当总线是显性电平时，Q1，Q2导通，即CAN_H的电平为3.5V，而CAN_L的电平是1.5V，即他们的压差为2V；当是隐性电平的时候，Q1，Q2截止，CAN_H，CAN_L处于无源状态，压差为0.

   当总线无阻抗时，处于隐性电平的收发器，其MOS管是高阻的状态，差分电阻阻值较大。外部极小的干扰就可让总线变为显性电平，差模干扰会引起总线明显的波动，而波动没有阻抗吸收，就会在总线上引起显性电平，造成干扰。

  所以为提升抗干扰能力，可以加一个负载电阻，阻值尽可能小，杜绝大部分噪声能量影响。为了避免需要较大的电流总线才能进入线性电平，阻值也不能过小。

确保快速进入隐形状态

   显性状态期间，总线的寄生电容被充电，当转换隐形状态时，电容没有放电回路。即CANH，CANL总线之间没有阻性负载，寄生电容只能通过收发芯片内部差分电阻放电，由于阻抗较大，放电时间较长（RC电路的滤波特性可知）。在两条信号线之间放一个220pF小电容实验，观察波形如下：

波形的下降沿是一个较长的状态。随后在两条信号线之间放一个60欧的负载电阻后，波形较好。

提高信号质量

  CAN通信总线的信号时刻处于显性电平，或隐性电平的状态。信号较高速率的转换下，当信号边沿能量遇到阻抗不匹配时，会产生信号反射；若传输线缆横截面的几何结构发生变化，线缆的特征阻抗也会变化，造成信号反射。反射波形与原来波形叠加产生振铃。

  总线线缆的末端，阻抗变化较大导致信号边沿能量反射，总线信号上会产生振铃，振铃幅度过大可能会通信错误。在线缆的末端增加一个与线缆特征阻抗一致的终端电阻，可以吸收这部分能量，避免振铃产生。

下图是较高速率传输信号末端未加匹配电阻与增加匹配电阻的波形图

一般的直线型通信拓扑中，线缆两端既是发送端也是接收端，在总线的两端各需要增加一个终端电阻。实际的CAN总线应用中是总线型和星型的混合结构，通常一般将CAN终端电阻放在线束的最远的两端，尽量模拟CAN总线的标准结构。

为什么是120欧？

还有一个疑问就是，为什么是120欧的电阻，不是其他阻值的电阻呐

在电路的公式中阻抗的概念，对电流所起的阻碍作用。复阻抗的公式Z= R+i( ωL–1/（ωC）)，其中复数的实部是电阻，虚部是电抗，电抗包括容抗和感抗，阻抗值指的是复阻抗Z的模值。

怎么进行阻抗匹配与信号完整性呢

得到一根线缆的特征阻抗可以用实验的方法，线缆的一端接方波发生器，另一端接一个可调电阻，用示波器观察电阻两端的波形，调整阻值大小，直到得到无振铃的方波，此时的电阻值可认为与线缆的特征阻抗一致。

CAN通信物理层使用双绞线，用测量的方法得到特征阻抗大约为120欧，当然在ISO 11898-2这个标准里面也是有定义的

120欧姆的电阻一般选用的封装是1206，或者是插件的，为什么对电阻还要有功率要求呢

   这个主要考虑到一些故障状态，如CAN总线节点短路到电源的情况。若CANL短路到12V电源，电流会通过终端电阻流到CANL上，CANL引脚的收发器内部有限流电路，一般规格书上最大注入电流50mA，此时120欧姆电阻功率50mA*50mA*120Ω=0.3W，所以终端电阻有降额的要求。