高速CAN总线 A节点发送 B节点接收 电压分析

CAN收发器放大图

CAN总线A节点发送，B节点接收的逻辑框图如下图。
总线上仅有AB两个节点，所以AB两个节点处皆需要接入1个120Ω的终端电阻，如下图。

 图①

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MCU与CAN控制器对总线电压分析没有影响，去除后的框图如下图：

图②

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A节点与B节点的接收比较器可看做高阻态端口，电压分析时可直接去除。

（比较器的两个输入管脚可理解为万用表的两个表笔，在此仅做电压测量功能）。
去除接收比较器电路后的逻辑框图如下图所示：

图③

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清理不必要的外框后的电路简图如下：

图④

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假设B节点不进行应答（不回复ACK信号）则B节点的上下两个三极管都不会导通，电压分析时可去除，如下图所示。

图⑤

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A节点的CAN_Tx 输出隐性电平 1 “高电平”时，
“高电平”直接到达上方的PNP三极管B极，因此PNP三极管截止。
“高电平”经非门电路后变化为“低电平”到达下方NPN三极管的B极，因此NPN三极管也截止。
因此发送隐性电平电路可简化为下图所示电路。
可以发现整个总线系统 被 A B 两个CAN收发器内部的2.5V电源钳位在2.5V。所以CAN_High 减去 CAN_Low 等于 0V。

图⑥

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A节点的CAN_Tx 输出显性电平 0 “低电平”时，
“低电平”直接到达上方的PNP三极管B极，因此PNP三极管导通。
“低电平”经非门电路后变化为“高电平”到达下方NPN三极管的B极，因此NPN三极管也导通。

图⑦

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假设两个三极管自身压降为0.5V；
因此发送显性电平电路可简化为下图所示电路。

图⑧

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电路图进一步整理后，如下图

图⑨

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CAN_High 与 CAN_Low 之间的等效电阻 R 0

1/R0 = 1/120 + 1/120 + 1/（30+25000+25000+30）

求得R 0 = 59.928 ≈ 60Ω

（电阻 25kΩ 远大于 120Ω，所以估算时可当成开路去除）。
电路进一步简化如下图所示：

图⑩

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节点内部的2.5V电源及A节点的25KΩ电阻对CAN_High 与 CAN_Low 电压无影响，所以也可以简化掉，如下图：

图⑪

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由上图可快速求解出 CAN_High = 3.5V CAN_Low = 1.5V
（CAN_Low = 0.5 + （4.5-0.5）/（30+60+30 ）× 30 = 1.5V）
（CAN_High = 4.5 - （4.5-0.5）/（30+60+30 ）× 30 = 3.5V）
CAN_High 与 CAN_Low 电压差为 2V 。