MAX3058/MAX3059：5V、1Mbps低功耗CAN收發器的深度剖析

在當今的電子設備設計中，CAN（Controller Area Network）總線憑借其高可靠性和實時性，被廣泛應用于工業控制、汽車電子等眾多領域。而MAX3058/MAX3059作為兩款性能卓越的CAN收發器，為我們的設計帶來了諸多便利。今天，我們就來深入探討一下這兩款收發器的特點、工作模式以及應用注意事項。

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一、產品概述

MAX3058/MAX3059主要用于CAN協議控制器與CAN總線物理線路之間的接口，特別適用于打印機和電信背板等需要高達1Mbps數據傳輸速率的應用場景。它們具備差分發送和接收能力，能夠為總線提供差分輸出，為CAN控制器提供差分輸入。其中，MAX3058的輸出共模范圍為 -7V至 +12V，MAX3059的輸出共模范圍為0V至VCC。此外，MAX3059還內置了開關終端電阻，非常適合JetLink應用。

二、產品特性

（一）多種工作模式

• 高速模式：可實現高達1Mbps的數據傳輸速率，適用于對數據傳輸速度要求較高的場景。在該模式下，建議使用屏蔽雙絞線電纜，以避免電磁干擾（EMI）問題。
• 斜率控制模式：通過連接一個電阻到RS引腳，可以控制CANH和CANL的壓擺率，最大傳輸速度可在40kbps至500kbps之間調節。這種模式能夠有效降低EMI，允許使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線線路。
• 待機模式（僅MAX3058）：當RS引腳接高電平時，MAX3058進入低功耗待機模式。在此模式下，發送器關閉，接收器進入低電流/低速狀態。如果檢測到顯性位，RXD將切換到低電平，微控制器應將收發器切換回正常工作狀態。
• 關機模式：對于MAX3058，將SHDN引腳置高可進入關機模式；對于MAX3059，將RS引腳置高可進入關機模式。在關機模式下，發送器和接收器均關閉，功耗極低。

（二）保護功能

• 熱關斷：當結溫超過160°C時，熱關斷電路會將驅動器輸出置于高阻抗狀態，以防止器件因過熱而損壞。當溫度下降到135°C時，熱關斷功能解除。
• 電流限制：CANH和CANL輸出具有短路電流限制功能，能夠保護器件免受短路損壞。
• ESD保護：具備 ±12kV的人體模型（HBM）靜電放電保護能力，提高了器件的可靠性。

三、電氣特性

（一）直流電氣特性

• 電源電流：在顯性狀態下，收發器的電源電流為40mA；在隱性狀態下，電源電流為2mA。在待機模式下，電源電流可降低至15μA；在關機模式下，MAX3058的電源電流為1μA，MAX3059的電源電流為5μA。
• 輸入輸出電平：TXD、RXD等引腳的輸入輸出電平符合CMOS/TTL標準，方便與其他數字電路接口。
• 終端電阻：MAX3059內置了120Ω的終端電阻，可通過TERM引腳進行控制。當TERM引腳接高電平或浮空時，終端電阻接入；當TERM引腳接低電平時，終端電阻斷開。

（二）時序特性

不同工作模式下，收發器的延遲時間和壓擺率有所不同。例如，在高速模式下，TXD到總線激活的延遲時間最大為50ns；在斜率控制模式下，壓擺率可根據連接到RS引腳的電阻值進行調節。

四、引腳說明

五、工作模式選擇

（一）高速模式

將RS引腳接地，可使MAX3058/MAX3059進入高速模式。在該模式下，收發器能夠實現高達1Mbps的數據傳輸速率，但需要注意使用屏蔽雙絞線電纜以避免EMI問題。

（二）斜率控制模式

通過在RS引腳和地之間連接一個電阻，可以選擇斜率控制模式。在該模式下，CANH和CANL的壓擺率由連接到RS引腳的電阻控制，最大傳輸速度可在40kbps至500kbps之間調節。電阻值的選擇可根據以下公式計算：$R_{RS}(k Omega) approx 12,500 /(最大速度，kbps)$。

（三）待機模式（僅MAX3058）

將RS引腳置高，MAX3058進入待機模式。在該模式下，發送器關閉，接收器進入低電流/低速狀態。當檢測到顯性位時，RXD將切換到低電平，微控制器應將收發器切換回正常工作狀態。

（四）關機模式

對于MAX3058，將SHDN引腳置高可進入關機模式；對于MAX3059，將RS引腳置高可進入關機模式。在關機模式下，發送器和接收器均關閉，功耗極低。

六、應用注意事項

（一）降低EMI和反射

在斜率控制模式下，CANH和CANL輸出的壓擺率受到限制，能夠有效降低EMI和反射。在多節點CAN應用中，應采用點對點的布線方案，總線兩端需使用120Ω電阻進行終端匹配，避免使用星形拓撲結構，以減少反射和數據錯誤。

（二）電源供應和旁路

MAX3058/MAX3059的電源引腳VCC需要使用0.1μF的陶瓷電容進行旁路，電容應盡可能靠近芯片，并且引腳長度要短，走線寬度要寬，以減少電源噪聲。

（三）芯片信息

這兩款收發器采用BiCMOS工藝制造，晶體管數量為1024個。在設計過程中，我們需要根據實際需求合理選擇芯片，并注意芯片的散熱和布局。

七、總結

MAX3058/MAX3059以其多種工作模式、低功耗、強大的保護功能以及良好的電氣特性，為CAN總線應用提供了可靠的解決方案。在實際設計中，我們需要根據具體的應用場景和需求，合理選擇工作模式，注意布線和電源設計，以充分發揮這兩款收發器的性能優勢。同時，大家在使用過程中如果遇到任何問題，歡迎在評論區留言討論，讓我們一起不斷提升設計水平。