共模电感在总线上的作用反复强调电源模块的重要性
导语：在CAN节点的设计中，我们通常为了确保总线通信的可靠性，会为CAN接口增加各种器件，但并非所有应用都需要这样做。过多防护不仅增加成本，还可能影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何通过降低共模干扰来提高总线性能。
在实际应用中，我们常见到许多CAN产品使用了共模电感，但在标准测试中却未能明显改善任何指标，反而可能对波形质量产生负面影响。出于对可靠性的考虑，不少工程师选择为CAN接口添加全面的外围电路。然而，尽管CAN芯片具备良好的抗静电和瞬态电压能力，以及较强的EMC性能，我们依然需要根据具体需求逐一增设防护、滤波等外围设备。在考虑总线是否需要加装共模电感时，我们主要从EMC角度进行分析。
共模干扰与共模电感
首先，让我们了解一下共模干扰及其产生路径。在图1和图2中，差模式（DM）和共同模式（CM）的传输路径分别被展示了出来。由于图中的驱动器及接收器采用差分信号传输，与CAN总线类似，这种方式能够有效减少噪声对系统的影响。
图1：差模式干扰及传输路径
图2：共同模式干扰及传输路径
共模电感是一种特殊构造，它包括两个半环形磁环，上下两半环分别绕有相同数量但方向相反的同轴线圈。当共同模式信号发生时，这两个磁环上的磁力线会叠加，从而形成一个大的阻抗，以此来抑制共同模式噪声。而对于差分信号，由于磁力线相互抵消，它们几乎不会受到影响，只有很小的寄生参数才会略微地改变信号。
CAN总线特性
我们知道，标准化汽车网络（Controller Area Network, CAN）的工作原理是基于开源开漏输出形式。这意味着每个节点可以独立地控制其输出，同时终端也可以放弃其隐藏状态以实现隐性输入，如图3所示。
图3: CAN收发器驱动器
由于这种特定的工作方式，加上差分传输形式，使得CAN具有很好的抗噪声能力，如同通过数据H和数据L相减即可有效消除来自外部环境中的噪声。但即便如此，一些高频跳变沿仍然存在，并且这些跳变沿带来的问题是无法忽视的。此外，即使看起来完美无瑕的一条通道，在实际操作中可能仍然向周围环境发出未预期到的激光或射频辐射。
为什么要使用共模电感？
虽然现代汽车电子行业已经提出了一系列严格标准，比如CISPR25，该标准要求一定程度上的远距离隔离，而且很多现有的工业场景并不要求严格遵守这些规定，因此对于那些不必满足极端条件的地方，可以考虑是否必要安装额外保护措施，比如加入一种简单易用的技术——例如合适大小的地应式元件，或许就可以解决问题。
总结：
从以上讨论可以看出，对于提高整体性能以及降低突发骚扰的问题，无疑提供了一种简单、直接且经济实惠的手段，那就是引入合适大小的地应式元件。这类元件不仅能够有效地抑制交流介质内部造成的问题，而且还能大幅提升整个系统稳定性，同时保持成本效益平衡。在更复杂的情境下，比如长距离、高速度或者高度多用户访问情况下，则需要进一步考量以确保系统安全运行，而不是单纯依赖物理隔离手段去解决这个问题。此外，在处理潜在风险时，还应该尽量避免出现任何故障点，以保证最终产品达到最高水平的事业成就。
