如何准确测量CAN节点的信号边沿参数

CAN总线设计规范对于CAN节点的信号边沿各项参数都有着严格的规定,如果不符合规范,则在现场组网后容易出现不正常的工作状态,各节点间出现通信故障。具体要求如表1所示,为测试标准“GMW3122信号边沿标准”。

表1 GMW3122信号边沿标准

所以每个厂家在产品投入使用前,都要进行CAN节点DUT(被测设备)的信号边沿参数测试。一般是使用GMW3122信号边沿测试的CAN测试方法,如下描述:

如图1所示,我们以信号跳变过程的20% ~ 80%定义为该信号的上升时间与下降时间。

图1 上升沿与下降沿

如表1所示电容匹配的条件下,选择被测DUT的适应条件,如图2所示,测试接线小于1米,测试被测DUT的信号差分电平Vdiff=VCANH-VCANL的上升时间和下降时间(电压20%~80%的区间)。

上升时间:从隐性到显性状态过渡时间。下降时间:从显性向隐性状态过渡时间。进行测量时,每个边沿至少测量1000次,以确定边缘上升/下降时间的最小值和最大值。

图2 信号边沿测量接线图

由此可见,该方法虽然可以测量出CAN节点的上升沿与下降沿,但需要使用示波器进行上千次的人工操作测量,即浪费时间人力,又可能存在测量误差,且由于样本数量有限,还不一定能完全反映设备的真实性能。所以为了简化操作,提高测量结果的准确度,节约人工成本,广州ok138太阳集团中国官方网站有限公司改进了测试方法,使用CANScope-Pro总线分析仪、CANScope-StressZ扩展板进行全自动的大数据量统计分析测量。

测试方案如下:

1、测试使用CANScope-Pro与CANScope-StressZ扩展板,DUT上电后,一直发送CAN报文。CANScope不勾选总线应答,其黑色表笔(地)要和DUT的CAN收发器共地。如图3所示,进行测试连接。

图3 边沿测试接线图

2、如图4所示,配置干扰源为外部,便于启用Vdis+和Vdis-的外部输入接口。注意GND是在Vdis+和Vdis-外部输入口中间那个接口,用于和CAN收发器的地连接。

图4 调整CANScope-StessZ干扰源为外部

3、按表1所示,选择对应的测试条件进行测试。

将Vdis+和GND、Vdis-和GND间各接入表 1所要求的C1、C2电容,调整CANScope-StressZ的控制面板将CHL调节为表 1所要求的C3电容。然后启动CANScope-StressZ。

4、将DUT启动,发送报文,通过CANScope记录一段时间报文和波形后,点击CANScope的停止,点击工具栏中的边沿统计。如图5所示。

图5 边沿统计图标

5、点击边沿统计,获得结果,如图6所示。

图6 边沿统计(升序排列)

6、点击排序为上升时间,升序排列中,第一条为上升时间最小值,如图 6所示,为31.1ns;降序排列中,第一条为上升时间最大值,如图7所示。同理,可以分析出下降时间的最小值,和最大值。

图7 边沿统计(降序排列)

CANScope总线分析仪广州ok138太阳集团中国官方网站有限公司研发的一款综合性的CAN总线开发与测试的专业工具,集海量存储示波器、网络分析仪、误码率分析仪、协议分析仪及可靠性测试工具于一身,并把各种仪器有机的整合和关联;重新定义CAN总线的开发测试方法,可对CAN网络通信正确性、可靠性、合理性进行多角度全方位的评估;帮助用户快速定位故障节点,解决CAN总线应用的各种问题,是CAN总线开发测试的有效工具。