CAN 버스 종단 저항은 이름에서 알 수 있듯이 버스 끝에 추가된 저항입니다. 이 저항은 작지만 CAN 버스 통신에서 매우 중요한 역할을 합니다.
종단 저항의 역할
CAN 버스 종단 저항에는 두 가지 기능이 있습니다.
1. 버스가 열성 상태로 빠르게 진입하도록 간섭 방지 기능을 향상시킵니다.
2. 신호 품질을 향상시킵니다.
간섭 방지 능력 향상
CAN 버스는 "dominant"와 "recessive"의 두 가지 상태를 가지며, "dominant"는 "0"를 나타내고 "recessive"는 "1"을 나타내며 CAN 트랜시버에 의해 결정됩니다.
버스에 부하가 없으면 열성일 때 차동 저항 값이 매우 크고 외부 간섭은 버스가 우세해지도록 하는 데 매우 적은 양의 에너지만 필요합니다(공통 트랜시버 우성 임계값의 최소 전압은 단 500mV). 버스가 열성일 때 간섭 방지 능력을 향상시키기 위해 차동 부하 저항을 추가할 수 있으며 저항 값은 가능한 한 작아서 대부분의 노이즈 에너지의 영향을 피할 수 있습니다. 그러나 지배적이 되기 위해 버스에서 너무 많은 전류가 필요하지 않도록 하려면 저항이 너무 작아서는 안 됩니다.
열성 상태로의 빠른 진입 보장
도미넌트 상태에서는 버스의 기생 커패시턴스가 충전되고, 열성 상태로 돌아오면 이 커패시턴스를 방전해야 합니다. CANH와 CANL 사이에 저항성 부하가 없으면 캐패시턴스는 트랜시버 내부의 차동 저항을 통해서만 방전될 수 있습니다.
신호 품질 향상
신호가 높은 슬루율에 있을 때 신호 에지 에너지가 임피던스 불일치를 만나면 신호 반사가 발생합니다. 전송 케이블 단면의 형상이 변경되면 케이블의 특성 임피던스도 변경되어 반사도 발생합니다.
버스 케이블의 끝에서 임피던스의 급격한 변화는 신호 에지의 에너지 반사를 일으키고 버스 신호에 링잉이 발생합니다. 링잉 진폭이 너무 크면 통신 품질에 영향을 미칩니다. 케이블 끝에 케이블의 특성 임피던스와 일치하는 종단 저항을 추가하면 이 부분의 에너지를 흡수하고 링잉을 방지할 수 있습니다.
도미넌트 상태에서는 버스의 기생 커패시턴스가 충전되고, 열성 상태로 돌아오면 이 커패시턴스를 방전해야 합니다. CANH와 CANL 사이에 저항성 부하가 없으면 캐패시턴스는 트랜시버 내부의 차동 저항을 통해서만 방전될 수 있습니다. 시뮬레이션 실험을 위해 트랜시버의 CANH와 CANL 사이에 220PF 커패시터를 추가하고 비트율은 500kbit/s입니다.
120Ω을 선택해야 하는 이유
모든 케이블의 특성 임피던스는 실험적으로 얻을 수 있습니다. 케이블의 한쪽 끝은 구형파 발생기에 연결되고 다른 쪽 끝은 조정 가능한 저항에 연결되며 저항의 파형은 오실로스코프를 통해 관찰됩니다. 저항의 신호가 링잉 없이 양호한 구형파가 될 때까지 저항의 저항값을 조정하며, 이 때의 저항값은 케이블의 특성 임피던스와 일치한다고 볼 수 있습니다.
대부분의 자동차 케이블은 단선입니다. 자동차에 사용되는 대표적인 케이블 2개를 꼬아 트위스트 페어로 만들면 위의 방법에 따라 약 120Ω의 특성 임피던스를 얻을 수 있으며, 이는 CAN 규격의 권장 종단저항 값이기도 하다.
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