【绝密】为什么现在的CAN收发器通信距离越来越短？

CAN 收发器的制造商通常规定"循环延时"，其包括驱动器和接收机延迟。延时时间的大小是有收发器自身特性决定，以收发器TJA1051为例，从数据手册中可以看出，其最大传播延时为220 ns，最小传播延时为40 ns。图9为收发器循环延时对称时序图（tPD(TXD-RXD)为TXD发送显性上升/下降沿到总线并且反馈到RXD的延时），收发器循环延时是CAN总线规范必测的项目，选取性能较高的收发器，可减少传输延时，有利于增加传输距离。

图9 环路延时对称时序图

3、CAN控制器延时

软件延时：是应用进程中，主CPU将数据从CAN控制器中读出/写入并作初步处理所耗费的时间。

CAN控制器延时：是CAN控制器为实现接收/发送缓存器中的信息和串行化的信息的相互转化所开销时间。

软件和控制器导致的延时与具体应用、主控器、CAN控制器和接口芯片有关。考虑到总线控制器在设计时已经考虑到内部处理时间，所以延时应该在纳秒级以下，在此可以不计。

4、线缆传播延时

线缆的选型不同，其延时率也不同，传输的距离也会有较大影响，在CAN控制器、收发器、隔离等外围元器件确的情况下，如何计算线缆的通信长度呢？

若线缆的通信距离为L（以m 为单位）、通信速率为B（以bit/s为单位）、采样位置为P（如75%）、隔离器件传播延时为tg（以ns 为单位，如t3，t6）、收发器传播延时为tq（以ns 为单位，如t2，t5）、线缆传播延时为tx（以ns/m为单位）。

可以得到线缆通信长度的估算公式：L=[(1/B)•P–4(tg+tq)]/2tx

由公式可知：线缆延时率越小，在相同条件下，传输的距离越远，所以在线缆选型中，建议用较粗的导线（线径越大，延迟越小），或者使用镀金或者镀银的线缆。

在实际应用中，如何快速评估CAN网络的延时情况呢？使用电子CANscope做总线延时分析，测试结果如图10所示：

图10 CAN总线传输延时分析

隔离器件等外围电路的引入和收发器增加长时间显性关断功能等，都增加了CAN总线的延时时间，导致了越新型的收发器，回环延迟加大，减少了实际通讯距离。若想增大CAN总线通信距离，必须了解CAN通信的原理及信号线传输的原理，通过提高收发器、隔离器件的性能和线缆的选型来减小CAN信号传输的延时时间，从而提高实际通信的距离。