Mengapa bus CAN menggunakan resistor 120 ohm sebagai resistor terminating dan bukan nilai lainnya?

Saya tahu alasan untuk menggunakan resistor terminating pada bus CAN dan betapa pentingnya itu.

Tapi mengapa 120 ohm? Bagaimana nilai ini muncul? Apakah ada alasan khusus untuk menggunakan 120 ohm?

Anda harus terbiasa dengan Teori Jalur Transmisi untuk memahami fisika lebih dalam yang dimainkan di sini. Yang mengatakan, inilah ikhtisar tingkat tinggi:

Seberapa penting pemutusan sistem Anda hampir secara eksklusif ditentukan oleh berapa lama kabel bus itu. Di sini panjang ditentukan dari segi panjang gelombang. Jika bus Anda lebih pendek dari satu panjang gelombang lebih dari 10, penghentian tidak relevan (praktis) karena ada banyak waktu untuk refleksi yang diperkenalkan dari ketidakcocokan impedansi untuk mati.

Panjang yang didefinisikan dalam panjang gelombang adalah unit aneh pada pertemuan pertama. Untuk mengkonversi ke unit standar, Anda perlu mengetahui kecepatan gelombang dan frekuensinya. Velocity adalah fungsi dari medium yang dilaluinya dan lingkungan yang mengelilingi medium. Biasanya ini dapat diperkirakan dengan cukup baik melalui konstanta dielektrik material dan mengasumsikan ruang bebas yang mengelilingi medium itu.

Frekuensi sedikit lebih menarik. Untuk sinyal digital (seperti yang ada di CAN), Anda khawatir dengan frekuensi maksimum dalam sinyal digital. Itu didekati dengan baik oleh f, maks = 1 / (2 * Tr) di mana Tr adalah waktu naik (didefinisikan 30% -60% dari level tegangan akhir, secara konservatif).

Mengapa 120 itu hanyalah fungsi dari desain yang dibatasi oleh ukuran fisik. Nilai khusus yang mereka pilih dalam rentang yang luas tidak spesifik (misalnya, mereka dapat menghasilkan 300 Ohm). Namun, semua perangkat dalam jaringan harus sesuai dengan impedansi bus, sehingga setelah standar CAN diterbitkan tidak ada lagi perdebatan.

Berikut referensi untuk publikasi (Terima kasih @MartinThompson).

Bus CAN jenis itu dimaksudkan untuk diimplementasikan oleh kabel yang diputar. Impedansi saluran transmisi dari twisted pair yang tidak ditentukan tidak tepat, tetapi 120 Ω akan menutup sebagian besar waktu untuk kabel yang relatif besar yang biasa digunakan untuk CAN.

Resistor juga memiliki fungsi lain dalam CAN. Anda dapat menganggap CAN sebagai bus pengumpul terbuka yang diimplementasikan sebagai pasangan diferensial. Total 60 Ω adalah tarikan pasif dari bus CAN. Ketika tidak ada yang mengemudikan bus, kedua saluran berada pada tegangan yang sama karena 60 Ω di antaranya. Untuk menggerakkan bus ke keadaan dominan, sebuah simpul menarik garis terpisah, masing-masing sekitar 900 mV, dengan total sinyal diferensial 1,8 V. Bus tidak pernah secara aktif didorong ke keadaan resesif, lepaskan saja. Itu berarti resistensi antara garis harus cukup rendah sehingga garis kembali ke keadaan idle dalam sepersekian waktu.

Perhatikan bahwa standar CAN yang sebenarnya tidak mengatakan apa pun tentang lapisan fisik selain harus memiliki keadaan dominan dan resesif ini. Anda dapat menerapkan bus CAN sebagai jalur kolektor terbuka tunggal, misalnya. Bus diferensial yang Anda pikirkan sangat umum digunakan dengan CAN, dan diwujudkan dalam chip driver bus dari berbagai produsen, seperti Microchip MCP2551 yang umum.

CAN Bus adalah bus diferensial. Setiap pasangan diferensial kabel adalah saluran transmisi. Pada dasarnya, terminating resistor harus cocok dengan Impedansi Karakteristik saluran transmisi untuk menghindari refleksi. CAN bus memiliki impedansi saluran karakteristik nominal 120Ω. Karena itu kami menggunakan nilai resistor terminasi tipikal 120Ω di setiap ujung bus.