共模电感的反复介绍揭秘它如何应对电源三大烂
在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，不遗余力地添加各种保护设备。然而，实际上并非所有应用都需要这么做过多防护不仅会增加成本，而且这些外围设备的寄生参数必然会影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何作用于总线，以提高其抗干扰能力。
首先，我们来看看共模电感是如何工作的。在图1和图2中，分别展示了差模和共模干扰及其传输路径。我们可以看到，差模干扰产生于两条传输线之间，而共模干扰则是在两条线中同时产生，其电势以地为参考。
然后，我们了解到共模电感是一种特殊的磁环结构，其中两个半环上分别绕制相同匝数但方向相反的线圈。当共模干扰在磁环内形成时，由于磁力线相互叠加，它们的大量抵消能够有效地衰减干扰。而对于差分信号，这种磁环结构却无任何抑制效果，只有极小的影响来自于线圈电阻和漏感。
接下来，我们来谈谈CAN总线特性的优势。如图3所示，CAN收发器内部采用开源、开漏输出形式，这使得总线能够轻松实现显性电平驱动，同时隐性电平通过终端放大器放电实现。这一特性使得CAN对共模干扰具有很好的自然抵御能力，如同图4所示，即便是理想对称也难以完全消除快速上升跳变沿带来的EMC问题。
然而，即便测试结果完美无瑕，但如果没有适当措施，也可能导致向外发送传导骚扰，如同现实中的许多情况一样。因此，对于高级要求或严格标准下的应用，加装共模电感成为了一个简单且有效的手段，如图5所示，在多个频段下均能明显改善噪声水平，并留有裕量空间满足车规限值要求。
不过，加装共模电感也带来了谐振问题，以及瞬态高压风险，如同绿色波形显示，在长距离、高节点数量的情况下引起信号质量下降。此外，当进行热插拔等操作时，还存在损坏收发器的潜在风险。
最后，我们总结一下：尽管加入共模電感可以有效滤除信号上的共同模式電磁干擾，並減少總線發射電磁擾動，但它帶來了一些缺點，比如對於長距離通訊時會導致諧振問題，並且存在瞬態電壓損害機率，這些問題尤其重要於多節點通訊環境中，因此是否應該使用這種技術取決於具體應用情況。在某些工業應用中，這種額外保護並不必要，因此僅依賴更優秀性能及符號標準符合之傳輸設備即可滿足需求。
