分析与测试高速CAN总线子网物理层

来源：汽车电器作者：佚名 2015-03-27 08:01:29

    3 高速子网总线导线故障测试与分析
    高速子网总线通信导线故障包括通信线路断路、短路等。相关故障发生时，会导致传输信号的异常或丧失信号传输能力，造成控制单元无法工作或系统错误。
    根据ISO 11898标准，高速子网总线物理线路故障分为CAN -H线断路、CAN -L线断路、CAN -H线与CAN -L线之间短路、CAN -H线（CAN -L线）对电源、负极短路。以上故障可通过示波器采集高速子网上的总线数据传输波形来进行检测和分析。示波器测试连接示意见图3。

    3.1高速子网正常通信波形
    图4中上面是CAN -H线信号，下面是CAN -L线信号，电平信号在显隐性状态之间切换。CAN -H与CAN -L的隐性电压约为2.40 V（正常值范围：2.0～3.0 V ），显性状态下CAN_H信号的电压值为3.44V（正常值范围：2.754.5 V）， CAN -L信号的电压值为1.36 V（正常值范围：0.5～2.25 V ），以上测得的电压数值根据整车阻抗的影响有所差异，但是必须在ISO 11898规定的范围内。

    3.2高速子网通信导线短路
    1） CAN -H与CAN_L之间短路总线的CAN_H线与CAN -L线短路，总线信号无电平翻转，总线通信进入关闭状态。如图5所示。

    CAN -H与CAN -L线信号电压值为隐性电压恒值，CAN -H线与CAN -L线电平几乎重合，总线相关功能丧失，造成严重的总线通信故障。
    2） CAN_H对电源短路CAN_H线对电源短路，CAN -H线上信号电压幅值拉高至电源电压，CAN -L线上信号电压幅值同时被拉高至电源电压，CAN -H信号丧失信号传输，CAN -L信号保持信号传输能力，但相关信号电压幅值不符合正常波形电压幅值。如图6所示。

    3） CAN_H对负极短路CAN_H线对负极短路，CAN -H信号与CAN -L信号电压幅值降至0v，总线通信信号上出现杂波，丧失信号传输能力，故障恢复后经过相应延迟时间后，方可进行信号传输。如图7所示。

    4） CAN -L对电源短路CAN_L线对电源短路，CAN -L线上信号电压幅值拉高至电源电压，CAN -H线上信号电压幅值同时被拉高至电源电压，CAN -L与CAN -H上电压幅值保持恒值，总线丧失信号传输能力。如图8所示。

   5） CAN_L对负极短路CAN -L线对负极短路，CAN -L信号与CAN -H信号电压幅值降至0V，CAN_L通信信号上出现杂波，丧失信号传输能力。CAN_H保持信号传输能力，但相关信号电压幅值不符合正常波形电压幅值。如图9所示。