Чому шина CAN використовує резистор 120 Ом як кінцевий резистор, а не будь-яке інше значення?

Я знаю причини використання кінцевих резисторів на шині CAN і наскільки це важливо.

Але чому 120 Ом? Як виникла ця цінність? Чи є якась конкретна причина використання 120 Ом?

Вам потрібно ознайомитись з теорією лінії передач, щоб зрозуміти більш глибоку фізику тут. Це означає, що ось огляд на високому рівні:

Наскільки важливим є припинення для вашої системи, майже виключно визначається тим, наскільки тривалі дроти шини. Тут довжина визначається через довжини хвиль. Якщо шина коротша на одну довжину хвилі понад 10, завершення не має значення (практично), оскільки є достатньо часу, щоб відображення, внесені від невідповідності імпедансу, вимерли.

Довжина, визначена у довжинах хвиль, є дивною одиницею при першій зустрічі. Для перетворення в стандартні одиниці потрібно знати швидкість хвилі та її частоту. Швидкість - це функція середовища, яким вона подорожує, і середовища, що оточує середовище. Зазвичай це може бути оцінено досить добре через діелектричну константу матеріалу та припускаючи вільний простір, що оточує це середовище.

Частота трохи цікавіша. Що стосується цифрових сигналів (таких, як, наприклад, в CAN), ви переймаєтесь максимальною частотою цифрового сигналу. Це добре орієнтоване на f, max = 1 / (2 * Tr), де Tr - час підйому (визначено 30% -60% кінцевого рівня напруги, консервативно).

Чому це 120 - це просто функція дизайну, обмежена фізичними розмірами. Не особливо важливо, яку величину вони вибирали в широкому діапазоні (наприклад, вони могли бути з 300 Ом). Однак усі пристрої в мережі повинні відповідати опору шини, тому після опублікування стандарту CAN вже не може бути дебатів.

Ось посилання на публікацію (Спасибі @MartinThompson).

Цей тип шини CAN призначений для реалізації витою парою проводів. Імпеданс лінії електропередачі неуточненої крученої пари не є точним, але 120 Ом буде закриватися більшу частину часу для відносно великих проводів, які зазвичай використовуються для CAN.

Резистори також мають іншу функцію в CAN. Ви можете мислити CAN як шину відкритого колектора, реалізовану як диференціальну пару. Всього 60 Ом - це пасивне з'єднання шини CAN. Коли автобус нічим не приводить в рух, дві лінії перебувають під однаковою напругою через 60 Ом між ними. Щоб привести шину до домінуючого стану, вузол роз'єднує лінії, приблизно 900 мВ кожна, загалом 1,8 В диференціального сигналу. Автобус ніколи не ведеться активно до рецесивного стану, просто відпустіть його. Це означає, що опір між лініями повинен бути досить низьким, щоб лінії повернулися в режим очікування за частку трохи часу.

Зауважте, що фактичний стандарт CAN нічого не говорить про фізичний шар, крім нього, повинен мати ці домінуючі та рецесивні стани. Наприклад, ви можете реалізувати шину CAN як єдину закінчену колекторну лінію. Диференціальна шина, про яку ви думаєте, дуже часто використовується з CAN, і вона втілена в чіпах драйверів шин різних виробників, як звичайний Microchip MCP2551.

CAN Bus - це диференціальна шина. Кожна диференціальна пара проводу є лінією передачі. В основному, кінцевий резистор повинен відповідати Характерному опору лінії електропередачі, щоб уникнути відображення. CAN-шина має номінальний характерний імпеданс лінії 120 Ом. Завдяки цьому ми використовуємо типове кінцеве резисторне значення 120 Ом на кожному кінці шини.