MI1062组合仪器应用9：示波器和信号源联合测量总?

 MI1062六合一多功能组合仪器典型测试应用9：为了保证总线信号的完整性和系统通信的可靠性，总线分布式电容必须控制在一定的范围以内。CAN总线是目前应用最广泛的现场总线之一，汽车电子领域中几乎全部通信都是基于CAN，下面以此为例介绍分布式电容的测量方法。
      CAN总线包括CANH和CANL两条线，它们之间存在差分电容C_diff（C_diff要求小于90pF）和单条线缆对地电容C_in（C_in要求小于150pF）。这两个取值必须达到允许条件方可应用于汽车。这两个参数的测量需要同时用到示波器和信号发生器。

分布式电容测量方法

  测试的原理如下图所示，测试时MI1062多功能仪器的数字示波器和信号发生器都必须同时接在测试点上。信号发生器发出方波信号，利用示波器上升沿触发显示总线间电容的充放电曲线。总线分布式电容在充电后会有一个短暂的放电时间，放电曲线示意图如充放电计算电容原理图所示。

总线差分电容测试原理图

  首先使用总线对地电容测试原理图所示的原理测试总线单边对地的电容。在信号发生器在输出方波信号后，通过示波器观察到如充放电计算电容原理图的电容充放电曲线图，并利用示波器测量出从V_can放电到0.37×V_can时经历的时间t。

CAN总线信号实际波形

充放电计算电容原理

计算总线分布式电容

  利用电容充放电计算公式：

V_0.37can=V_can×exp〔-t/(R×C_setup)〕

  其中R为串联的充放电电阻，t为放电时间，V_can和V_0.37can（等于0.37×V_can）都是已知的，所以就能计算出C_setup，于是可以得到：

C_in=C_setup÷2

  使用类似的方法可以测量出“总线差分电容测试原理图”所示的两个测试点之间的电容C_setup2，为测量的电容是C_diff和C_in的和，所以计算C_diff的公式：

C_diff=C_setup2－C_in

  分布式电容的存在会严重影响传输信号质量，为了保证通信稳定性和可靠性，通信总线对分布式电容值均有强制上限要求。本案例全面介绍了MI1062测量CAN总线分布式电容方法和原理。在实际应用中，MI1062六合一组合仪器还可用于测量Flexray、RS485、RS232等总线分布式电容，这对于保证总线通信可靠性具有重要意义。