CAN收发器PCA82C251与TJA1040的异同

浅浅的花香味﹌ 2022-05-14 05:20 360阅读 0赞

### 一.相同点 ###

1. 高速CAN收发器，都能达到1Mbaud

2. 都可以进入待机模式

3. 都具有较强的抗干扰性

4. 都具有热关断功能（过热保护）

5. TXD（引脚1）为高电平时，输出总线为隐性（recessive）状态；TXD为低电平时，输出总线为显性（dominant）状态

6. 差分电压Vi(dif)=VCANH\-VVANL，当Vi(dif)>0.9V时，总线为显性；Vi(dif)<0.5V时，总线为隐性。

### 二.不同点 ###

1. PCA82C251符合ISO 11898-24标准，而TJA1040符合ISO 11898标准

2. PCA82C251无源时不会妨碍（not disturb）总线，而TJA1040无源时可视为从总线上脱离（disengages from bus），为0负载。在无源状态下，TJA1040表现稍好。

3. PCA82C251具有斜率控制功能（不清楚什么是斜率控制的自己查），以降低电磁辐射，并且PCA82C251的斜率控制程度可根据接入引脚8（RS）上的电阻阻值的不同而不同。当PCA82C251的引脚8直接接地时，无斜率控制功能，处于高速模式。这个时候推荐使用屏蔽电缆来降低电磁辐射。如果PCA82C251的引脚8通过电阻接地时，会启用斜率控制功能（见图1红色部分）。这时可以使用非屏蔽的双绞线或平行线做线缆。接入的电阻值越大，斜率控制越程度越强，阻值一般大于等于10K。当第8引脚Rs直接接地时，Rs与地之间的电流Iext<500uA，当处于斜率控制模式下时，10uA<Iext<200uA，可以根据这个范围并结合你需要什么样的斜率控制来计算电阻Rext的阻值。

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图1 动态特性测试电路图

对于TJA1040，其斜率控制是固定的，厂商自己为速率和抑制电磁辐射做了一个平衡。用户无法自己设置斜率控制程度。

4. 趁刚说完斜率控制，顺便说一下两个接口的第8引脚，跟斜率控制有关。

*  对于PCA82C251，第8引脚名称为Rs，描述为：斜率电阻输入。当Rs直接接地，收发器处于高速模式，内部晶体管尽可能快的关断和打开，这样会引起较大的电磁辐射；当Rs通过电阻接地时，收发器处于斜率控制模式，第3条也讲到了这种情况下的细节；当Rs接高电平时，收发器进入待机模式。
 *  对于TJA1040，第8引脚名称为STB，描述为：待机模式控制输入。对比PCA82C251，就可以看出两个收发器第8引脚功能的侧重点时不同的。TJA1040的操作模式有两种：正常模式和待机模式。这两种模式正是由第8引脚所控制的。当STB接低电平时，收发器处于正常模式；当STB接高电平时，收发器进入待机模式。

5. 既然说到两个收发器的第8引脚，那就接着说一下引脚内部的不同。

*  TJA1040具有故障自动保护特性（Fail-safe features）。这个看上去特牛叉的功能，你可以理解为TJA1040的TXD（第1引脚）和STB（第8引脚）内部具有上拉功能。所以当TXD引脚未被驱动时（unsupplied）可以保证收发器输出到总线上面的是隐形电平；当STB未被驱动时（unsupplied）可以使收发器进入待机模式
 *  PCA82C251没有此功能。

6. TJA1040具有TXD显性超时保护功能，而PCA82C251不具备此功能。

何为TXD显性超时保护功能？上面文字已经提及到，TXD为低电平时，收发器输出总线状态为显性的。TXD显性超时保护功能可以预防收发器一直向总线输出显性状态（这样会阻塞网络通讯），如果由于硬件或者软件失误，导致TXD引脚长时间为低电平，长到超过内部超时定时器值Tdom，则收发器的发送器被禁止，当TXD出现上升沿后，内部超时定时器复位。

这里一个关键点是内部超时定时器值Tdom的范围是多少？这个可关系到可以传送的波特率。因为CAN传输数据的特性所在,连续5个显性位后,必定会插入一个隐性位,所以传输的5个显性位要小于Tdom的最小值的。不然，收发器判断超时会禁止发送的。

TJA1040的内部超时定时器值Tdom最小为300us，最大为1000us，典型值为600us。这个数据对于波特率大于等于40Kbaud的收发应用场合是毫无压力的。然而,如果是波特率速度很低,发送5个显性位超过了300us,则会被禁止发送。

7. TJA1040的静电防护等级比PCA82C251要好上不少。TJA1040在人体模式下，静电防护可承受-6~6KV；而PCA82C251在同等条件下为-2.5~2.5KV。

8. 两个收发器在正常工作模式下，收发功率相差不大。在待机模式下，TJA1040最大消耗15uA，PCA82C251最大消耗275uA。两者不是一个数量级上的。

9. 输出的差分电压Vo(dif)= VCANH\-VVANL。TJA1040为1.5V~3.0V；PCA82C251为1.0V~5V。

10. 关于这两个收发器的第5引脚，跟典型电路有很大关系。

*  PCA82C251的第5引脚名称为Vref，描述为：参考电压输出。也就是输出一个电压值，这个值在正常模式下的范围是0.45VCC~0.55VCC，一般都不怎么用这个引脚。典型应用电路见图2：

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图2 PCA82C251的典型电路

*  TJA1040的第5引脚名称为SPLIT，描述为：稳定共模输出（common-mode stabilization output）。它也输出一个电压值，在正常模式下的典型值为0.5VCC，在待机模式下浮空。该引脚可以辅助电路稳定隐性共模电压，使总线隐性电压稳定在0.5VCC，改善CAN差分波形，也能改善EME。典型应用电路见图3所示：

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图3 TJA1040的典型电路

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