旋变及CAN通信交流

一、旋变原理简述

旋变作为电机转子位置反馈器件，与驱动器之间通过3对差分信号线连接：1）EXC /-正弦激励信号；2）SIN /-正弦反馈信号；3）COS /-余弦反馈信号

EXC /-与电机端旋变的初级绕组相连，采用交流基准源激励，随后在定子次级绕组上的耦合的幅度是转子(轴)相对于定子的位置的函数。

因此，旋变产生由轴角的正弦和余弦调制的两个输出电压(S3 − S1和S2 − S4)：

电机运行过程中各组信号线上的信号如上图所示：R2-R4对应EXC /-，S3-S1对应SIN /-，S2-S4对应COS /-；激励信号输出及反馈信号的处理均在驱动器侧，旋变信号需要专门的芯片处理，例如AD2S1205

解码芯片将反馈的模拟信号进行解码后通过SO串行总线将信号发送给DSP进行闭环处理。

/RD输出缓冲器使能状态下，串行总线SO数据在SCLK每一个上升沿逐位输出，具体串行时钟读写时序如下图所示：

数据的宽度是16 bits，其中包括12 bit 的数据信号（DB4—DB15），在每一个时钟的上升沿读数据，DB3为RDVEL状态位（高电平为角度输出，低电平为速度输出），DB2对应的第2 bit位为DOS的信号状态（正常时为高电平），DB1对应的第1 bit位为LOT的信号状态（正常时为高电平），DB0为奇偶校验位（低电平有效）。

解码芯片将反馈的模拟信号进行解码后通过SO串行总线将信号发送给DSP进行闭环处理。

/RD输出缓冲器使能状态下，串行总线SO数据在SCLK每一个上升沿逐位输出，具体串行时钟读写时序如下图所示：

数据的宽度是16 bits，其中包括12 bit 的数据信号（DB4—DB15），在每一个时钟的上升沿读数据，DB3为RDVEL状态位（高电平为角度输出，低电平为速度输出），DB2对应的第2 bit位为DOS的信号状态（正常时为高电平），DB1对应的第1 bit位为LOT的信号状态（正常时为高电平），DB0为奇偶校验位（低电平有效）。

二、CAN通信原理简述

CAN通信是整车通信中最关键的传输网络，通常以总线形式方式连接，以保证通信的速率与抗干扰能力。

CAN通信由一组差分信号CANH、CANL组成，CANH-CANL>0.9V识别为1，CANH-CANL<0.5V识别为0

CAN通信的延时是一个重要指标，应答位，CAN发送芯片在发送完数据后，会发出一个应答位，CAN接收芯片需要在规定时间内返回应答，否则CAN发送芯片认为发送失败。

如下图，接收芯片在接收到发送芯片发出的应答位时，经过了一定的延时，发出应答位后，到达发送芯片时，又经过了一定的延时，如果该显性位落在应答场内，那么通信正常，否则通信失败。

CAN通信的延时是一个重要指标，应答位，CAN发送芯片在发送完数据后，会发出一个应答位，CAN接收芯片需要在规定时间内返回应答，否则CAN发送芯片认为发送失败。

如下图，接收芯片在接收到发送芯片发出的应答位时，经过了一定的延时，发出应答位后，到达发送芯片时，又经过了一定的延时，如果该显性位落在应答场内，那么通信正常，否则通信失败。

国际标准ISO/DIS-11898推荐的直流电压参数、终端电阻与波特率近似值，如下图所示。

通信速率越低，为了达到较长的距离，需要采用更粗线径的导线，终端电阻也要适当加大，主要是考虑到长距离通信导线上的分压

1）电缆交流参数推荐值：120Ω特征电阻、5ns/m延时；

2）为了把电缆直流电阻引起的电压衰减降到最小，较大的终端电阻值（例如选用非标准的150~300Ω；而在ISO11898标准中，提供的参考值为“118Ω＜RT＜130Ω”范围）有助于增加总线长度。

在CAN通信中两端的端接电阻有两个作用，一个是提供电路正常工作必须有的回路，另一个是匹配电路的阻抗。

在CAN通信中CANH和CANL的上拉、下拉电阻的作用：

1）增加设备的驱动能力；2）增加设备的抗干扰能力

实际通信时，不同CAN芯片的参考时钟频率可能不一样，例如，有些采用16M，有些采用11.0592M的时钟，那么即使软件设置的通信速度一样，但是由于时钟频率不一样，也会导致实际速度不一致。

在这种情况下，就可能导致通信错误；

此时，为了提高CAN通信的兼容性，可以通过软件修改sjw的值；

增大sjw的值，在提高CAN通信的兼容性时，会减少通信的距离。

在通信速度确定的情况下，改变采样的位置P可以改变采样点时间ts。

P太小可能引起以下情况：

-如图所示，在电平变化的前端，信号容易出现振铃，导致状态变化；

-P太小导致ts 太小，影响了实际通信距离。

P太小可能在位宽有偏差时导致错误，根据不同的情况可以参考下图来设置采样点位置。

三、旋变及CAN的实际应用

旋变及CAN通信均采用差分信号来提高信号的抗干扰能力，在实际使用中，使用双绞线对高频磁场噪声干扰有很好的抵抗能力，也能减小线缆对外的辐射。

旋变信号只涉及驱动器和电机两个节点，因此不存在分支节点的问题；对于CAN通信，由于整车通信设备很多，在整车通信的时候一定要注意分支节点的长度不能太长，通信速率越高，影响越明显。

旋变信号线屏蔽线的使用：

1）通常情况下，当驱动器及电机两端与车架连接良好，并且动力线全部采用屏蔽线且360度接地时，旋变屏蔽双端接地的抗干扰能力最好；

2）如果，驱动器或是电机、屏蔽线接地不好，旋变屏蔽线双端接地反而会引入干扰问题。

CAN通信通常是用于设备之间的低压信号连接，与高压部分是隔离，所以，一般建议采用屏蔽线且双端接地，这样可以有效地提高CAN通信的抗干扰能力，但是如果某些设备高低压隔离做得不好，屏蔽同样会引入问题。

声明：来源于驱动视界