RSS

Isolierte CAN-Transceiver: Wie Sie die Störungen eindämmen

| Autor / Redakteur: Neel Seshan * / Kristin Rinortner

CAN-Tranceiver: Wie Sie Abstrahlungen und das Einkoppeln von Störstrahlung in isolierten CAN-Tranceivern verhindern.
CAN-Tranceiver: Wie Sie Abstrahlungen und das Einkoppeln von Störstrahlung in isolierten CAN-Tranceivern verhindern. (Bild: VCG)

Isolierte CAN-Transceiver werden in vielen Systemen eingesetzt. In diesem Analogtipp zeigen wir, wie Sie Störstrahlung und das Einkoppeln von Signalen vermeiden.

CAN-Transceiver tragen dazu bei, eine zuverlässige Kommunikation zwischen zwei Spannungsbereichen in einem System aufrechtzuerhalten, indem sie die Priorisierung und Arbitrierung des CAN-Standards mit den Vorteilen der Isolation kombinieren: Dazu gehören das Trennen von Masseschleifen, die Toleranz gegenüber Spannungsunterschieden, die Immunität gegenüber Gleichtakt-Transienten usw.

Für die Bewertung der Störfestigkeit von CAN-Transceivern werden die erzeugte Störstrahlung und die Immunität gegenüber Störungen geprüft. Störstrahlung bezeichnet das unbeabsichtigte Freisetzen von Störsignalen. Idealerweise ist die Störstrahlung so gering, dass sie den zuverlässigen Betrieb des jeweiligen Systems nicht beeinträchtigt und auch keinen Einfluss auf die die Leistungsfähigkeit benachbarter Systeme hat.

Abhängig vom jeweiligen Anwendungsgebiet (Industrie oder Automotive) und der Anwendung müssen die Systeme unterschiedliche Grenzwerte erfüllen. Obwohl die entsprechenden Prüfungen für das Gesamtsystem durchgeführt werden, achten Entwickler darauf, dass bereits die gewählten Bauelemente die entsprechenden Normen erfüllen.

Das Systemdesign und das Leiterplattenlayout spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Zu den verschiedenen EMV-Tests, mit denen sich die Störstrahlung von CAN-Transceivern charakterisieren lässt, zählt die „Zwickauer Norm“ als Testverfahren für Automobilanwendungen.

Test-Board für die EMV-Prüfung mit drei CAN-Tranceivern

Das EMV-Test-Board (Bild 1) enthält drei isolierte CAN-Transceiver, die an denselben Bus angeschlossen sind. Die Messungen erfolgen am Testpunkt CP1, während ein Transceiver ein 250-Hz-Rechtecksignal mit einem Tastgrad von 50% aussendet. Mithilfe von Gleichtaktdrosseln, die zwischen den Transceivern und dem Bus platziert werden, lassen sich einige Störungen herausfiltern. In Bild 2 sind die leitungsgebundenen Störungen bei der klassischen CAN-Datenrate (500 kBit/s) mit dem Baustein ISO1042 auf der Prüfplatine dargestellt.

Immunität gegenüber Störungen

Unter Immunität versteht man die Fähigkeit eines Chips, auch unter dem Einfluss von HF-Störungen, die über Kabel oder Antennen einkoppeln, fehlerfrei zu arbeiten. Um die Immunität der isolierten CAN-Transceiver zu prüfen, führten wir einen DPI-Test (Direct Power Injection) durch.

Die Frequenz der in den Bus eingespeisten HF-Störungen wurde variiert, um die Unterschiede in den gesendeten und empfangenen Mustern zu überprüfen. Bei den für diesen Test eingespeisten Störsignalen handelte es sich um eine CW-Welle und ein amplitudenmoduliertes Störsignal (AM). Als AM-Signal wurde ein 1-kHz-Signal benutzt, das auf 80% reduziert war. Variationen um mehr als eine bestimmte Grenzspannung (±0,9 V) oder um mehr als eine bestimmte Zeit (±2 µs) wurden als Ausfall gewertet.

Der Test wurde mit einer eingespeisten Störgröße von 36 dBm ohne Gleichtaktdrossel und mit einem injiziertem Störsignal von 39 dBm mit Gleichtaktdrossel durchgeführt.

In den Bildern 3 und 4 ist das Verhalten des Bausteins ISO1042 unter diesen Bedingungen am klassischen CAN-Bus dargestellt. In beiden Fällen lag das Rauschen des isolierten CAN-Transceivers über den Grenzwerten des DPI-Verfahrens. Wird der DPI-Test wie in diesem Fall bestanden, gewährleistet das wiederum eine zuverlässige Kommunikation mit weniger Systemfehlern und Ausfällen.

Von integrierten isolierten CAN-Bausteinen wird erwartet, dass sie genauso störbeständig sind wie nicht-isolierte Bausteine. Angesichts der geringen Emissionen und der hohen Störbeständigkeit bei kleinen Gehäusemaßen erfüllen die Bausteine ISO1042 und ISO1042-Q1 die Anforderungen von Industrie- und Automotive-Anwendungen.

* Neel Seshan arbeitet als Product Marketing Manager Isolation Products bei Texas Instruments in Dallas, U.S.A.

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
Dieser Text zeigt nicht wie man die Størungen vermeiden kann. Was ist angewant? Wo sitzen die...  lesen
posted am 11.12.2018 um 08:22 von Unregistriert

Interessanter und auch relevanter Beitrag - EMV ist immer ein Thema  lesen
posted am 07.12.2018 um 09:13 von Unregistriert


Mitdiskutieren
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45556994 / Analogtipps)