浅谈ISO11898 汽车CAN 总线电压测试

马齐成，李销

（广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院，广东 广州 511434）

1 前言

在汽车电子控制单元ECU 内部采用CAN 总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。基于国际标准ISO 11898 的测试规范，得到了众多车厂及汽车零部件公司的认可，其测试结果可以充分验证CAN 总线信号质量，主要体现在下面三个方面：

（1）能对CAN 节点的电阻、电容、通信电平、时序数据进行充分评估。

（2）能验证CAN 节点物理层的电路设计、驱动能力等方面的性能。

（3）提供确认总线产品品质及改善既有设计的重要依据。

2 CAN 总线电压测试介绍

CAN 总线电压测试分为两类：CAN 总线隐性电压测试和CAN 总线显性电压测试，及CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的测试。

2.1 CAN 总线隐性电压测试

CAN 总线隐性电压测试的测试原理图如图1。在实际测试中，常用高精度示波器或CAN 总线分析仪来测量CAN 总线的电压。采用示波器的两个通道分别测试CAN 总线的CAN_H 和CAN_L 对于信号地的电压。计算CAN_diff（CAN _H - CAN_L）的电压值，并与图2 中的电压评判范围做比较，判断是否符合标准。只有当测试得到的信号电压值在图2 电压评判范围内，则说明CAN_H 和CAN_L 信号质量OK；反之则不OK。

2.2 CAN 总线显性电压测试

CAN 总线显性电压测试的测试原理如图3，在实际测试中，常用高精度示波器或CAN 总线分析仪来测量CAN 总线的电压。在ECU 的CAN_H 和CAN_L 间连接测试电阻（图3 中的Rtest，应为100～130Ω之间），若已连接100～130Ω的终端电阻则无须再连接Rtest。测量发送报文显性位时，CAN_H、CAN_L 对于信号地的电压（图3 中的2 端口）以及计算CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的电压值，并与图4中的电压评判范围做比较，判断是否符合标准。只有当测试得到的信号电压值在图4 电压评判范围内，则说明CAN_H和CAN_L 信号质量OK；反之则不OK。

图3 ISO 11898-2-2003 显性输出电压测试

图4 ISO 11898-2-2003 显性性输出电压测试评判标准

3 CAN 总线电压测试实战

在实际测试过程中，需要注意的是：在测试CAN_H 以及CAN_L 的电压值时，必须引出电子控制单元的CAN_GND（总线信号地）才能正确进行CAN 总线电压测试。为了更清楚直观的了解CAN 总线的电压测试，这里举个例子，以下是用力科示波器测试的音响导航系统的CAN 总线的测试结果。

3.1 CAN_H 总线实战测试

采用力科示波器测试的音响导航系统的CAN-H 总线，用示波器探头探测CAN-H 和CAN_GND，调节示波器幅度和时间，得到下面图5 CAN_H 一帧报文的的测试波形。

图5 CAN_H 一帧报文截图

从上图5 可以看出，①红框内为CAN_H 显性位电压，其电压值如③红框内数值：3.56V；②红框内为CAN_H 隐性位电压，其电压值如④红框内数值：2.39V。通过测试结果和测试标准做对比，结果发现测试结果符合图2 及图4 中的评判标准，故该CAN-H 信号质量判定为OK。

3.2 CAN_L 总线实战测试

采用力科示波器测试的音响导航系统的CAN-L 总线，用示波器探头探测CAN-L 和CAN_GND，调节示波器幅度和时间，得到下面图6 CAN_L 一帧报文的测试波形。

图6 CAN_L 一帧报文截图

从上图6 可以看出，①红框内为CAN_L 显性位电压，其电压值如④红框内数值：1.39V；②红框内为CAN_L 隐性位电压，其电压值如③红框内数值：2.39V。通过测试结果和测试标准做对比，结果发现测试结果符合图2 及图4 中的评判标准，故该CAN-L 信号质量判定为OK。

3.3 CAN_diff 总线实战测试

采用力科示波器测试的音响导航系统的CAN-L、和CAN-H 总线，用示波器探头探测CAN-L 和CAN_GND，调节示波器幅度和时间，使用示波器的减法功能，把这两个通道的信号进行相减，得到下面图7 CAN_diff 一帧报文的测试波形。

图7 CAN_diff 一帧报文截图

从上图7 可以看出，①红框内为CAN_diff 显性位电压，其电压值如③红框内数值：2.14V；②红框内为CAN_diff 隐性位电压，其电压值如④红框内数值：14.60mV。通过测试结果和测试标准做对比，结果发现测试结果符合图2 及图4中的评判标准，故该CAN_diff 信号质量判定为OK。

4 结束语

随着CAN 总线在汽车电子应用的日益广泛应用，CAN总线测试技术会越来越重要。CAN 总线输出电压测试项目只是CAN 总线众多一致性测试中的一项，通过示波器或者CAN 分析仪能够手动测试出来。CAN 总线电压测试是核心，务必根据CAN 总线协议标准执行，确保CAN 总线电压的信号质量。目前关于CAN 总线的测试还比较缺乏相关参考资料，故我们在CAN 总线开发过程中逐步积累经验，逐步完成CAN 总线的测试规范。