合理布局包括三个方面,一方面是对元器件的位置进行合理布局,将相互关联的元器件尽可能地集中布置,使相互之间的引线尽可能短:第二个方面是要将电子设备内部的数字电路与模拟电路有效分开,防止相互之间的信号干扰。第三个方面是合理布局地线,理想状态下,电路板上所有的地线应该等电位,但是由于地线阻抗的存在导致地线各点电位有差异,所以应该尽量减小地线阻抗。最有效的办法是做多层板,在中间专门设置一层地线面。
吸收防护——抑制感应电磁干扰
对于外界的辐射干扰,可采用屏蔽或吸收的方式减弱消除,由于方法简便易行、屏蔽效果好以及便于设计等优点成为提高系统电磁兼容性能的重要措施。
●使用双绞线,加大双绞程度,屏蔽接地
电场在电缆中感应出共模电压,而磁场在电缆中既可以感应出共模电压,也可以感应出差模电压。通过屏蔽可以将电磁场的感应干扰降低到最小,而使用双绞线则进一步抑制了磁场感应的差模电压。双绞线的两根线之间具有很小的回路面积,而且双绞线的每两个相邻回路上感应出的电流具有相反的方向,相互抵消。双绞线的绞节越密,则效果越明显,建议每米双绞33圈。同时,为了减小CAN总线的串扰,应将双绞线加屏蔽层,为了降低静电放电干扰,整个屏蔽体需要和大地单点相连。
●增加阻抗抑制共模干扰
在共模干扰方面,符合ISO11898-2标准的差分传输已经提供了极好的防护,在CAN收发器所支持的共模范围之内,由于接收器只计算总线之间的电压差,因此滤除了共模干扰信号。高能量、电感性的感应干扰信号可能导致产生超出收发器共模范围的干扰信号,为了抑制这种干扰信号,可以在CAN节点的输入电路中插入一个扼流线圈,如图所示:
通过扼流线圈抑制电感性的感应共模干扰
●分开的总线终端
在高频方面,通过将总线终端电阻分开可以改善CAN网络的电磁兼容性,此时终端电阻被分成两个相同的大电阻,在两个电阻中间通过一个耦合电容接地,如图所示,为了使高频信号对地短路而不削弱直流特性,必须确保电容连接到一个电平固定的地。
传导防护——传导干扰的隔离与防护