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[原创] 合适的CAN总线拓扑结构如何选择?

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-10-24 14:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

合理的总线布局等于成功的一半,但是怎样的网络拓扑方式才合适就变成了一个让人头疼的问题。这里简单介绍几种主流的总线拓扑方式,可以帮您根据需求进行选择。

No.1 直线型拓扑

直线型拓扑也叫总线型拓扑是比较典型的CAN总线拓扑结构,如图所示,所有的节点都连接到同一总线上,在总线的两端分别需要一个120Ω的电阻。

1.png

直线拓扑的优点:

🔹布线施工简单

🔹阻抗匹配固定规则(首位各1个120欧电阻匹配)

直线拓扑中为了保证总线上的阻抗连续,所以最推荐的接线方式是手牵手接线方式:

6.png

但在大多数工业现场中,需要使用接线排方便后期维护,所以使用接线盒的方式也比较普遍,但是需要注意分支线的长度不要超过0.3m

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No.2 星型拓扑

星型拓扑的分支在完全等长情况下,可不使用集线器或中继设备,只需要调整终端电阻即可实现组网。如果各分支线路长度不同就需要使用集线器或中继设备对总线进行控制,保证信号质量。

2.png

星型拓扑的优点是:

🔹维护管理容易

🔹重新配置灵活

这种拓扑方式的缺点也很明显:

🔸中央设备失效会导致网络瘫痪

🔸分支不等长时阻抗匹配复杂

No.3 环形拓扑

环形拓扑是将CAN总线首尾相接,形成环状,在终端电阻匹配方面采用分布式匹配方法,保证总体阻抗为60欧姆。

3.png

这种拓扑方式的优点是:

🔹在线缆任意位置断开后,总线依然可以通讯

缺点是:

🔸断线后,信号反射严重,无法应用于高波特率和远距离场合。

No.4 树状拓扑

树状拓扑的特点是分支较长并且长度不同,示意如下。由于各直线长度不同阻抗匹配困难,常使用中继器进行分支。每个中继器都具备独立的CAN控制器,所以可以将每段形成独立的直线拓扑,方便施工。

4.png

这种拓扑方式的优点是:

🔹布线施工方便

🔹最大限度缩短布线距离

这种拓扑方式的缺点例如:

🔸网络拓扑复杂,施工人员无法进行阻抗匹配;

🔸需增加中继器进行网络拓扑分割

 

CAN中继器可以将两个或多个CAN/CAN FD网段之间物理耦合,在实现树型或星型拓扑结构上都有应用。另外,网络分段可通过使用电气隔离的中继器实现电子解耦。

为改善复杂结构中信号质量不佳的问题,可以使用Ixxat品牌的CAN Repeater中继器产品改善拓扑结构,CAN Repeater提供多种功能版本提供选择,主要功能有: 

🔹支持标准CAN与CAN FD

🔹支持光纤、DIN导轨连接

🔹布线简单,节约成本

🔹提升的系统可靠性

🔹线路保护最高可达4 kV

🔹对于实时操作几乎无影响

 

以上四种就是主流的CAN总线拓扑方式,在选择网络布局时,可以根据不同拓扑方式的优缺点来进行取舍,快速完成选择。



此内容由EEWORLD论坛网友MamoYU原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

此帖出自模拟电子论坛

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-10-24 18:09 | 显示全部楼层

感谢分享,非常有用。

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-10-27 10:43 | 显示全部楼层

这个资料对于工程施工应该是非常有用的,但是需要一个明确的网络拓扑图以表明该网络情况,否则会让后续施工人员不明白。



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