随着通信技术的发展， CAN通信目前仍是车载网络最安全可靠且应用最广的技术之一。过去，汽车通常采用常规的点对点通信方式将电子控制单元及电子装置连接起来，但随着电子设备的不断增加，导线数量也随之增多，采用CAN总线网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目标。

车载网络采用CAN总线有以下几点优势：

1. 数据传输速度相对较高，可达到1 Mbit/s，CAN-FD和CAN-XL分别可以达到2 Mbit/s和10 Mbit/s；

2. 采用差分数据线，抗干扰能力强；

3.多主通信模式，大幅减少单点通信线束成本；

4.具有错误侦听的自我诊断功能，通信可靠信较高。

CAN通信硬件接口电路：

CAN总线节点常用的构成方案：MCU控制器 + 独立CAN控制器 + CAN收发器。

如下图完整的CAN接口电路包括接收发送CAN报文的CAN控制器，转换数字信号和CAN信号的CAN收发器，消除噪声的滤波器以及提供合适阻抗的CAN高和CAN低终端电路。

CAN总线的抗干扰能力比较强，在电磁兼容测试中，要通过测试等级较高的限值要求，比如GB18655等级5，CAN滤波电路的设计和CAN总线的电磁兼容性设计就显得尤为重要。通过CAN通讯原理和特性，总结和分析市场上主流的CAN芯片的电磁兼容测试数据，得出结论为CAN总线的电磁噪声一般在10MHz以下，最为明显的干扰频段主要集中在5MHz以下。下面通过一个典型的案例，讲解在电磁兼容试验中，CAN总线的布局与滤波电路设计的重要性。

案例分析：

某带有CAN通信的车载电子零部件产品，在辐射发射测试过程中，由于CAN总线滤波电路和PCB布局设计缺陷,没有将CAN通信噪声进行有效地抑制和滤除,导致0.1~2MHz频段电磁噪声超标，其中平均值曲线超标高达15dB,如下图。

首先检查CAN总线滤波电路，样机中用于抑制共模噪声的CAN共模电感位置不合理，离CAN收发芯片过远，导致PCB走线过长从而呈现天线效应。由于CAN收发器端的走线过于靠近接口，共模电感的抑制效率将会被降低，甚至不能发挥任何作用。

解决方法是切断PCB走线，将CAN共模抑制电感放置于CAN收发器引脚附近，同时将共模电感的参数调整为600欧。复测曲线如下，可以看出平均值曲线已降至标准限值以下，峰值曲线仍然超标。

通过频谱分析仪探测，在该频段内，滤波电路附近的电磁噪声较高，走线上反射严重，阻抗存在失配的可能性。接着调整滤波电容参数，将原有电路中的CAN收发器端共模电容值从100pF增大至200pF，在终端增加一级100 pF共模电容，同时增加共模电容的接地面积，使接地阻抗达到最小值。调整后复测曲线如下，峰值已经明显下降，除在0.26MHz左右的峰值超标外，其余频点均在限值以下。

再次调整滤波电路的参数，将120欧阻抗匹配终端分裂接地电容由原来的1nF调整为4.7nF。再次复测，全部通过，测试曲线图如下。 

CAN通信滤波电路的设计原理如下图所示，根据所列电路参数，再匹配上合理的PCB布局，能够很好地解决因CAN通信引发的电磁骚扰现象。

CAN总线滤波电路设计要点总结：

1. 为了抑制传输线上的EMI干扰，CANH/CANL需要增加共模电感（common mode filter choke），放置位置尽可能靠近芯片输出端口。

2. 增加必要的滤波电容。在CAN差分信号线上，同时对地增加一定值的电容可以减小线上的共模辐射，电容容值一般在10－100PF左右即可达到良好效果。

3. CAN芯片输出走线要尽可能地短，如板上走线较长时，可在远端增加一级共模电感。

4. CAN芯片的电源加强去耦，采用uF级与nF级电容组合。

5. CAN芯片的地线要保证低阻抗，不要与其它地混用，尤其要避免与开关电源的地混用。

6. 增加必要的ESD保护二极管，可以提供线上的浪涌电压与ESD保护。

7. 匹配终端电阻要靠近CAN芯片，接地电容的地回路要靠近CAN芯片的地。

8.如果走线不可避免地需要较长布局，可采用45度的折线走法，有利于减小线上辐射，对于高速差分走线，这样的走线方式，可以改善线上辐射达3dB以上。

9.CAN芯片RXD,TXD走线尽可能地短，必要时增加RC滤波。

10.CANH/CANL的PCB走线尽可能不走过孔，以减小过孔电感对信号的影响。

11.表层走线周边包地处理。表层走线可以很好地对阻抗进行控制，在后期调试时，也有利于元器的增加和修改。

12.CAN传输线下层的Layout不可与其它走线交叉，尽可能在走线下层铺地处理，下层地的铺设最小宽度是CANH/CANL两线线距的1.5－2倍。

13.必要时，将板外通信线进行双绞处理，或者增加屏蔽层处理。

广州顺泰在EMC测试、认证服务方面，拥有专业的技术专家团队，可一对一帮助客户解答和攻克EMC设计难关，能够为乘用汽车、各类电动车、摩托车及其电子部件产品提供专业、高效的电磁兼容解决方案。如您有EMC相关技术问题希望交流，欢迎联系~