can总线设计规范对于can节点的输出电压有着严格的规定,单个节点的输出电压如果不符合规范,则在现场组网后容易出现信号电平不可靠的情况,导致错误帧的出现,各节点间无法进行通信。具体要求如表 1所示,为测试标准“iso 11898-2输出电压标准”。
表 1 iso 11898-2输出电压标准
测试参数测试值(v)条件
最小值典型值最大值
显性vcan_h输出电压2.753.54.5总线负载电阻60ω
显性vcan_l输出电压0.51.52.25总线负载电阻60ω
显性vdiff输出电压1.52.03.0总线负载电阻60ω
显性vdiff输出电压
(高负载)1.41.93.0总线负载电阻45ω
显性vcm输出电压2.12.52.9总线负载电阻60ω
隐性vcan_h输出电压2.02.53.0总线负载电阻60ω
隐性vcan_l输出电压2.02.53.0总线负载电阻60ω
隐性vdiff输出电压-0.500.05总线负载电阻60ω
隐性vcm输出电压2.252.52.75总线负载电阻60ω
所以每个厂家在产品投入使用前,都要测试can节点dut(被测设备)的输出电压幅值。一般是使用iso 11989-2输出电压标准的can测试方法,如下描述:
如表 1所示负载条件下,选择被测dut的适应条件,如图 1所示,rtest为网络负载电阻,正常为60ω,高负载时为45ω。测量绝对和差分电压等级和canl canh线电battery voltage of 14 v. in addition, measure the common mode bus voltage vcm.压: vcan_h,vcan_l,然后计算差分电压vdiff和共模电压vcm。其中vdiff和vcm的计算方法如下:
vdiff = vcan_h – vcan_l
vcm = 0.5 * (vcan_h + vcan_l)
如果测试结果符合表 1所示,则通过测试。
图 1 输出电压测试原理
由此可见,该方法虽然可以测量计算出信号的输出电压,但测试系统搭建较为麻烦,且需要多次测量取平均值做计算,还有可能出现测量误差,浪费人力物力。
所以广州致远电子股份有限公司改进了测试方法,使用canscope-pro总线分析仪与canscope-stressz扩展板组合后,采用对称性测试的方法,避免了人工测量统计的误差,同时配合自动化测试的方式,减少了测试时间的浪费,且使大数据量统计测量得以实现,提高了测试的准确度,极大节约了人工成本。
测试方案如下:
1. 使dut上电后,能一直发送can报文,canscope不勾选总线应答,其黑色表笔(地)要和dut的can收发器共地,如图 2所示,配置stress板的模拟干扰参数,进行测试系统的测试连接。
按表 1所示,按照对应的测试条件,通过调整canscope-stressz模拟扩展板上的rhl值,进行模拟负载电阻的变化(正常测试时,rhl=60ω,高负载测试时,rhl=45ω),进行dut输出差分驱动能力测试。
图 2 输出电压测试连接图
2. 启动canscope-stressz与canscope,记录一段时间报文和波形后(至少10000帧以上),点击canscope的停止,保存。然后点击“测试”中的 “对称性测试”进行共模电压vcm的自动测试,如图 3所示:
图 3 canscope对称性测试
3. 进入“对称性测试”设置界面,如图 4所示。点击“自动设置”按钮,调整好电压范围与偏移,然后将误差电压设置为0.25,以同时符合显性与隐性电平时的vcm要求,然后可点击开始测试。
图 4 对称性测试共模电压
4. 等待进度条完成后,点击“生成报告”即可获得测试结果,如图 5所示。
图 5 软件眼图添加配置
5. 如图 6所示,点击“测试”中的 “can测试仪”,进行can_h、can_l、can_diff参数的测试。
图 6 can测试仪自动测试
6. 保持dut(被测试设备)处于发送数据状态,如图 7所示,进入“can测试仪”界面,勾选电压测试,将iso11898-2中vcan_h,vcan_l,vdiff的要求填入电压测试中,点击“开启”即可。等待测试结束后,可点击“测试报告”按钮,生成如图 8 的测试报告文件。
注意:由于canscope测试vdiff的隐性最大值无法设置到0.05v,只能设置为0.5v,所以这个测试选项应使用zds2024示波器配合差分探头进行准确测试。
图 7 can测试仪-电压测试
图 8 电压测试报告
canscope分析仪周立功致远电子研发的一款综合性的can总线开发与测试的专业工具,集海量存储示波器、网络分析仪、误码率分析仪、协议分析仪及可靠性测试工具于一身,并把各种仪器有机的整合和关联;重新定义can总线的开发测试方法,可对can网络通信正确性、可靠性、合理性进行多角度全方位的评估;帮助用户快速定位故障节点,解决can总线应用的各种问题,是can总线开发测试的终极工具。
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