CAN總線網絡的性能在很大程度上取決于其信號質量。信號質量差可能導致通信錯誤，進而引發系統故障、效率降低甚至安全隱患。因此，評估和確保CAN總線信號質量是維護系統健康和可靠性的關鍵。
在CAN總線網絡中，數據通過雙絞線上的差分信號傳輸。信號質量直接影響節點正確解讀數據的能力。信號質量差可能表現為：
- 位錯誤：由于噪聲或信號失真導致的位誤判。
- 幀錯誤：CAN幀結構錯誤，導致接收節點拒絕。
- 總線關閉：嚴重錯誤導致節點從總線斷開。
這些問題可能導致重傳、帶寬減少，甚至完全通信中斷。因此，監控和維護良好的信號質量對于確保CAN總線網絡的可靠性和效率至關重要。
以下是影響CAN總線信號質量的幾個關鍵因素：
- 電纜長度和質量：較長的電纜可能導致信號衰減和延遲，而低質量電纜可能無法有效屏蔽電磁干擾（EMI）。
- 終端電阻：CAN總線需要在兩端各安裝120Ω終端電阻，以防止信號反射。缺失或不正確的終端會導致波形失真。
- 節點放置和布線：不正確的布線或節點放置可能導致阻抗失配，增加噪聲敏感性。
- 電磁干擾（EMI）：來自電機或電源線的外部EMI可能在總線線上引入噪聲。
- 接地問題：不充分的接地可能導致地環或地電位偏移，影響差分信號。
- 波特率：較高的波特率對信號衰減更敏感，尤其是在長距離傳輸時。
使用CAN分析儀記錄10000至100000幀作為評估基礎。幀統計功能通過對接收到的消息進行分類，量化總線性能，幫助識別總線整體健康狀況。
成功率評估標準如下所示：
由于CAN總線的CRC校驗機制，錯誤幀不會被節點接收，但會占用總線時間，導致正確幀延遲或總線堵塞。因此，提高傳輸成功率是確保系統正常運行的關鍵。
可以通過評估每個CAN節點的波形參數，識別物理層問題。
評估參數：
- 最小電壓幅度：確保主導態差分電壓≥1.5V。
- 最大電壓幅度：避免過高的電壓導致過載。
- 信號幅度：主導態與隱性態之間的差值，影響噪聲免疫力。
- 上升沿時間：快速上升沿確保準確的位定時。
- 下降沿時間：類似上升沿，影響定時精度。
- 信號定時：確保位定時符合波特率要求。
?
為確保CAN總線長期穩定運行，建議遵循以下最佳實踐：
- 選擇高質量電纜：使用屏蔽雙絞線，減少信號衰減和EMI。
- 正確終端：確保總線兩端各有120Ω終端電阻。
- 最小化分支長度：減少分支長度以降低反射。
- 避免EMI源：將電纜遠離電機或電源線等干擾源。
- 一致接地：確保所有節點共享共同接地參考。
- 定期監控：使用CANoe等工具定期檢查總線性能，及早發現問題。
