CAN總線技術應用領域越來越廣泛，但是由于在工業設備、工業自動化等領域，電磁干擾較為嚴重，保證CAN總線的正常通信尤為重要。

一、CAN FD網絡下電磁兼容分析

在電子產品的設計中，電磁兼容EMC性能對系統的影響非常大，關系到其能正常穩定運轉。世界上已經開始對電子產品的電磁兼容性做強制性限制，電磁兼容性能已經成為產品性能的一個重要指標。

電磁兼容主要有兩方面的內容，一個是產品本身對外界產生不良的電磁干擾影響，稱為電磁干擾發射EMI；另一個是對外界電磁信號的敏感程度稱為電磁敏感度EMS。干擾源、相合途徑及敏感設備是電磁兼容的三要素，缺一不可。電磁兼容的詳細內容如圖1所示。

圖1 電磁兼容

如圖1所示,電磁干擾信號的耦合途徑有傳導和輻射兩種。而根據耦合結果不同，干擾又分為共模干擾和差模干擾,共模干擾存在于所有的信號線(包括信號線、數據線和電源線等)和地線之間，而差模干擾存在于信號線之間。

提高電磁兼容性措施的有三個方面：提高電子設備本身的EMC性能、對輻射性耦合使用屏蔽技術加以抑制、對傳導耦合采取隔離加以抑制。

1.EMC設計

系統主站和從站電路板的設計對系統的EMC至關重要,而一個電路板的電磁輻射能力和接收能力往往是一致的。因此，在提高電路板抗干擾能力的同時，也抑制了電路板的電磁輻射。PCB板的EMC設計主要因素有以下幾點:

(1)元器件選擇和布局

選擇EMC性能好的元器件，并盡量選擇表面貼裝的封裝形式。器件合理布局，把相互有關的器件盡量放得靠近些，使各部件之間的引線盡量短。特別是微控制器和CAN控制器的時鐘源晶體一定按規定放置，否則會不起振。

(2)合理布局地線，降低地線阻抗

地線電平是所有信號的參考電位。理想狀態下，電路板上所有的地線應該等電位，但是由于地線阻抗的存在導致地線各點電位有差異，所以應該盡量減小地線阻抗。最有效的辦法是做多層板，在中間專門設置一層地線面。

(3)穩定電源

電路中邏輯門輸出狀態切換時的瞬時效應、電源線阻抗的存在等不理想狀態總會使電源線產生噪聲，這些噪聲不僅會造成電路工作的不正常，而且會產生較強的電磁輻射。除了設置電源線網格來減小電源線的電感和阻抗外，還可以使用儲能電容。

2.電磁輻射和電磁屏蔽

電磁屏蔽是解決電磁兼容問題的重要手段之一，電磁屏蔽不影響電路的正常工作，不需要修改電路。屏蔽體的有效性用屏蔽效能來度量，包括反射損耗和吸收損耗兩部分。保持屏蔽體的導電連續性是電磁屏蔽效能的關鍵CAN總線電纜具有很強的干擾輻射和干擾接收能力。

雙絞線的兩根線之間具有很小的回路面積，而且雙絞線的每兩個相鄰回路上感應出的電流具有相反的方向,相互抵消。雙絞線的絞節越密，則效果越明顯，如圖2所示。為了減小系統網絡中兩路CAN總線之間的串擾，應該將兩組雙絞線分別屏蔽，電纜中不使用的導線接到信號地。

圖2 增加雙絞密度，屏蔽接地

3.傳導干擾和信號隔離

系統正常工作時，產生較大傳導性干擾的環節有：開關電源、何服驅動器、IO控制設備等。而危害更大的干擾則是瞬態干擾，它的特點是時間短、幅值大、功率小。

瞬態干擾的形式有：電機狀態改變時產生的電快速脈沖群干擾，雷電或大功率開關在電纜上產生的浪涌，靜電放電感應等。傳導干擾以共模形式居多，也有部分差模干擾。在系統中為保證CAN總線通訊的可靠性而使用的EMC措施有：信號保護器、瞬態抑制二極管TVS、隔離收發器、光電隔離等。

(1)信號保護器?

外接專用的信號保護器消除干擾，如ZF-12Y2消耗干擾強度和CANFDbridge網橋做隔離。

圖3 信號保護器與CANFDBridge隔離

(2)瞬態抑制二極管TVS

瞬態抑制二極管并聯在信號線和信號地之間，用來保護電纜受到雷擊或靜電放電時產生的浪涌高壓。當TVS上的電壓超過一定的幅度時，器件迅速導通，從而將浪涌能量泄放掉，并將電壓的幅度限制在一定的范圍內。

（3）隔離收發器