4 实验验证

为了验证参考设计（包括 5V 隔离式电源和整个模块通信功能），我们设置了一个测试台（请参阅 图 3-6）。两个 MCU 控制板与以下基本设备搭配使用：六位半万用表 (34401A-Agilent)、示波器 (TPS2024-Tektronix) 和直流电源 (GPS3303-GWINSTEK)。

图 4-1 隔离式 CAN 模块测试设置

在这个测试隔离式 CAN 模块的实验中使用一个非隔离式 CAN 器件 SN65HVD1050 作为接收器。一个 MCU 通过隔离式 CAN 模块发送预先指定的数据序列（握手）。另一个 MCU 通过 SN65HVD1050 接收数据并同时检查错误率；如果发现错误，这个接收器 MCU 板上的绿色 LED 将熄灭。还需要使用示波器观察 CAN 总线波形：我们测试了 250Kbps、500Kbps 和 1Mbps 数据速率，未发现数据错误。第二个实验分别使用两个隔离式 CAN 模块作为发送器和接收器。使用与第一个实验中相同的数据速率进行测试的结果为成功。

图 4-2 满载总线测试（数据速率为 1Mbps 时 CANH、CANL 的波形）

总线负载是 CAN 器件的重要特性。此特性与 CAN 发送器的驱动器电流容量有关。较大的电流输出能力意味着可以在其他条件保持不变的情况下在总线上添加更多节点。对于隔离式 CAN，隔离式电源必须在总线满载时提供足够的电流以实现所需的输出摆幅。在 ISO 11898-2 的 CAN 标准中，差分输出在 60Ω 负载下必须大于 1.5V，在总线满载时必须大于 1.2V（CAN 器件的总线节点除了依赖驱动器容量外，还取决于接收器差分输入阻抗）。

只要电源保持稳定，并且 ISO1050 在重载条件下的电流消耗较大时电源无压降，该器件便可支持至少 167 个节点。对于 SN6501 设计的这一隔离式电源，可确保次级侧的电流为 100mA。为了测试模块的总线负载能力，使用一个电阻器仿真包含 167 个节点的收发器网络。ISO1050 的差分输入电阻最小为 30kΩ，最大为 80kΩ。假设总线上并联了 167 个电阻均为 30kΩ 的节点（相当于 180Ω 差分负载），再加上两个 120Ω 终端电阻器（产生总共 45Ω 的电阻）。在测试中，接收器侧并联了一个 47Ω 电阻器。数据速率测试在 250Kbps、500Kbps 和 1Mbps 下均成功。图 4-2 显示了数据速率为 1Mbps 时 CANH、CANL 的波形。差分输出电压为 2.4V，处于 1.4V 至 3V（数据表中确定的值）范围内，并具有 1.2V 的更大裕量（ISO11898-2 要求）。