[参考译文] TCAN4550：在低温下提供 TSD 保护

您好 Hanbing、

您是否甚至满足以下条件：CAN 错误帧数量随着环境温度升高而增加？

是的、我们在晶体振荡器电路未优化的应用中看到了较高温度下的通信误差。  较高的温度往往会减小作为晶体上容性负载一部分的寄生电容值、这可能导致振荡幅度增加。  如果峰峰值振幅变得过大、波形的最低电平可能会导致器件认为 OSC2 引脚已“接地“、这是用于将器件切换至单端时钟模式的方法。  如果发生此模式切换、则数字内核和 MCAN 控制器的时钟可能会瞬时中断、如果这些消息与时钟中断同时出现、则可能会导致 CAN 和 SPI 消息错误。

有关如何优化时钟电路的更多信息、请参阅 TCAN455x 时钟优化和设计指南应用报告（链接）。  我在原理图中注意到、OSC1 引脚和晶体之间没有串联阻尼电阻器、并且晶体两侧使用了两个不同的电容值 (OSC1 上为 10pF、OSC2 上为 18pF)。  OSC1 上的 10pF 电容器似乎也没有安装。  OSC2 上的电容比 OSC1 上的电容更大的非对称容性负载已经过测试、可以保持稳定、因此这未必是一个问题

原理图是否有任何问题？ SCHEMATIC1 3-CAN.pdf [/报价]

建议在 OSC1 引脚和晶体之间使用一个串联电阻器、以帮助优化电路、从而在整个温度范围内实现稳定运行。  也可以通过调整电容器来实现这一点。  无法仅通过查看原理图来确定所需的正确值。

时钟电路的稳定性是出现与温度较高相关的通信错误的唯一已知原因、我建议尝试优化该电路、并尝试使用不同电容器值进行测试、以查看检测到的误差是否有变化。

为什么 tsd 会在 50°C 的环境温度下发生。 即使考虑采用 12V 电源的最大 ISUP。 通过计算热阻来达到 150°C 结温是不合理的。[/报价]

除非存在某种会导致大功率耗散的故障情况、否则 50C 时的 TSD 不应该出现、也不常见。  如何确定发生了 TSD 事件？  您能否提供任何数据或测试结果来证明这一点？

此致、

Jonathan

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嗨、Jonathan

您能否告诉我发生此类问题的 EE 或客户项目？

在晶体振荡器电路未优化的应用中、我们看到了较高温度下的通信错误。  [/报价]

BR

汉兵

您好、Hanbing、

否、该问题与特定 EE 或客户项目无关、在公共论坛上披露此类信息是不合适的。

该问题是由于温度升高导致的寄生电容变化导致晶体电路中的总负载电容降低。

如果电路未经过优化、未具有足够的裕度来适应电容变化、但仍处于 TCAN4550 时钟电路中自动增益控制电路的最小/最大调整范围内、则当振荡峰峰值幅度变得过大时、器件将无法减少流经晶体的电流。  如果 OSC2 引脚上的电压降至 150mV 以下、则存在器件切换到单端时钟模式的风险、这将会中断数字内核和 MCAN 控制器、从而可能导致 SPI 和 CAN 总线上出现通信故障。

所有 EE 和客户项目都需要优化其设计并在所有条件下进行测试、以确保稳定运行。   

此致、

Jonathan

嗨、Jonathan

客户按如下所示更改了电容器、您能帮助评估此配置是否有问题吗？

BR

汉兵

您好、Hanbing、

是的、此配置已经过测试、仿真并在其他应用中使用、没有出现问题。  由于 PCB 布局、寄生属性和元件容差的差异、每个应用都略有不同、因此应始终对其进行测试、但此配置不存在已知问题。

此致、

Jonathan

嗨、Jonathan

你是对的。 通信失败时、OSC2 电压降至 150mV。 但我还有以下问题：

 是否有方法可以防止时钟源模式切换、即当 OSC2 电压降至 150mV 以下时 、以避免使用单‑Ω 端模式？
2. 时钟源模式改变时。 通过设置寄存器或任何其他方式是否可以使 CAN 通信正常工作？
3、 CAN 器件的设计手册规定 OSC2 电平的内部识别范围为 90mV 至 150mV 。 90mV 下限‑背后的原理是什么？
4. 如果时钟源受到干扰、这将如何影响 CAN 信号波形？
5. 器件内部的两个晶体时钟源 (OSC1 和 OSC2) 的电容值是多少？
 ‑、您能否提供 OSC1 和 OSC2 晶体电容器的温度 Δ T 漂移数据或曲线（电容与温度的映射关系）？

汉兵

您好、Hanbing、

1.  是否有方法可以阻止时钟源模式切换、即当 OSC2 电压降至 150mV 以下时 、以避免使用单‑端模式？

无法锁存时钟模式。  防止时钟模式开关的唯一方法是始终将 OSC2 电压保持在 150mV 以上、这是通过调整电路中的负载电容器和串联电阻器值来实现的。

2.  时钟缓冲器特性。 是否可以通过设置寄存器或任何其他方式使 CAN 通信正常工作？

编号  数字内核和 MCAN CAN FD 控制器直接使用时钟源。  如果没有有效时钟、器件会有效地暂停、直到时钟返回。   

3.  CAN 器件的设计手册规定 OSC2 电平的内部识别范围为 90mV 至 150mV 。 90mV 下限‑下限设置的原理是什么？

该器件在 OSC2 引脚上使用一个电压比较器和一个弱 1uA 电流源来确定 OSC2 引脚是否已连接到 GND、而 GND 是使用单端时钟模式的配置。 该比较器的基准电压阈值为 100mV（典型值）、但由于工艺、电压和温度 (PVT) 条件、该比较器可能会在 90mV 至 150mV 之间变化。

4.  如果时钟源受到干扰、这将如何影响 CAN 信号波形？

如果没有时钟、MCAN CAN FD 控制器将暂停、从而使 CAN 信号在中断时处于当前的任何状态下暂停。  这可能是显性的、也可能是它正在主动发送消息的隐性状态。

5.  器件内的两个晶体时钟源 (OSC1 和 OSC2) 的电容值是多少？

没有物理电容器、仅寄生引脚电容约为每引脚 910pF 至 10pF、如 TCAN455x 时钟优化和设计指南应用报告 （链接）的第 6 页所述。

6.  您‑提供 OSC1 和 OSC2 晶体电容器的温度 1 μ F 漂移数据或曲线（电容与温度映射）吗？

为应用选择的陶瓷电容器将具有温度系数、用于定义电容与温度间的关系曲线。   

我无法提供任何形式的温度曲线数据、例如 PCB 布线、电路板层叠等来源的寄生电容、这会因应用而异。

此致、

Jonathan

嗨、Jonathan

感谢您的回答。

客户选择了 18nF 和 0nF、他们刚刚发送了配置表。 您能告诉频率是否可以接受吗？

BR

汉兵

您好 Hanbing、

振荡器频率的容差范围在 CAN FD 标准中定义、并基于位时序配置。  与较慢的比特率相比、较快的比特率要求更严格的容差、因为每个位分配的时间量子较少。

TCAN4550 数据表指定了+/–0.5%的最小/最大范围、即 39.8MHz 至 40.2MHz。  此容差通常适用于大多数应用、客户的频率范围在此容差窗口内。

此致、

Jonathan