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[参考译文] TCA4307：恶劣环境中 EMI 对 I2C 的影响。

admin
Guru**** 2379980 points
Other Parts Discussed in Thread: TCA4307, P82B96
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1327424/tca4307-emi-effect-on-i2c-in-harsh-environment

器件型号：TCA4307
主题中讨论的其他器件： P82B96

尊敬的专家：

我正在构建一个用于工业领域的简单 IO 系统。 该系统由主板和 IO 模块组成。 所有板通过承载电源和通信 I2C 总线的侧连接器相互连接。

主板与最后一个模块的最大距离约为50cm。系统应通过 EMI/EMC 测试。

最初、我决定将"TCA4307"用于 I2C 热插拔和缓冲器、但现在我不确定它是否具有良好的 EMI 抗扰度。

我在所有电路板的 SDA/SCL 总线上放置铁氧体磁珠和 TVS (0.5pf)。

我的问题是：

I2C 总线是否适用于该工程？例如、最好使用 CAN 总线？

我在网上搜索了很多,但似乎这个问题是比科学更实际的经验,所以我希望在这里找到答案,或可能是良好的文件,以帮助我更好地理解可以作出正确的决定。

提前感谢、

Mohammad。

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    TI__Guru**** 2379980 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    I²C 设计用于在单板上进行不会过长的连接。 对于单端信号、它对噪声非常敏感。

    您可以添加低通滤波器来消除高频噪声。 但如果噪声使用接近信号频率的频率、则必须使用包含差分信号的协议、即 RS 至485或 CAN。

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    TI__Guru**** 2379980 points
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    尊敬的 Mohammad：

    I2C 以其板间连接而不是长距离通信著称、但市场上有许多 I2C 器件适用于此类长距离通信。  

    TCA4307是一款热插拔缓冲器、此缓冲器能够在器件两侧使用400pF 的负载电容器缓冲 i2c 信号、共800pF 的寄生总线电容器。 如果考虑50cm 距离、我们可以概括为1cm/pf 或约3pF/英寸。 该系统中的总线电容对于 TCA4307的驱动能力似乎没有问题。  

    TI 还销售 i2c 总线扩展器器件(P82B96)、这些器件能够缓冲高达4nF 的负载。 这有助于通过 I2C 进行更长距离的通信(一次测量米数)。  

    一般来说、I2C 整体不适用于长距离通信、还会受到电感寄生效应的影响。 使用更稳健的协议、如 RS 485、CAN、以太网、但可能实施更昂贵的解决方案。 对于这些类型的应用、I2C 是更简单、成本更低的途径。  

    如果您担心 EMI/EMC 测试、我很可能会建议使用 CAN 或 RS 至485等器件、因为它们 在 EMI 方面的差分信令稳健性。

    此致、

    泰勒

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    TI__Guru**** 2379980 points
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    感谢您的回复。

    我忘记说 I2C 总线上最多有16个器件。 因此、通过计算看来、使用差分信号似乎较好、但是的确、使用差分信号更加可靠。

    我在 IC "P82B96"之前检查过、但我看到最好使用双绞线或屏蔽电缆、这在本例中是不可能的。 总线将在一个模块上的 PCB 轨道和侧连接器引脚上运行、然后连接到另一个模块的 PCB 轨道和侧连接器引脚、依此类推。 我们只需在 PCB 引线和连接器引脚上并排运行两个差分信号即可。 不会有扭转或屏蔽。

    我认为 RS 至485和 CAN 总线差分线路也是如此、但许多工业产品在没有电缆的模块之间成功使用 CAN 总线。

    这里有一个关于总线上终端电阻器的问题。

    我认为主控制器上只有一个120欧姆(可以分成两个60欧姆)就足够了、因为总线太短、<50cm、对吗？

    此致、

    Mohammad。

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    TI__Guru**** 2379980 points
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    user5398261 说：
    您可以添加低通滤波器来消除高频噪声。

    此外、我知道在这里不能使用低通滤波器、因为它会增加 I2C 总线上的电容、从而导致速度降低。

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    TI__Guru**** 2379980 points
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    Unknown 说：
    我认为主控制器上只有一个120欧姆(可以分成两个60欧姆)就足够了，因为总线太短<50厘米，正确吗？

    根据下列文件：

    https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SSZTB23

    https://web.physics.ucsb.edu/~lecturedemonstrations/Composer/Pages/76.18.html

    https://physics.stackexchange.com/questions/274886/speed-of-signals-in-a-wire-vs-fiber-optic-cable

    https://www.quora.com/What-is-the-speed-of-an-Rf-signal-through-coaxial-cable

    如果 CAN 总线长度为50cm 且速度为1MHz、则信号将在下一位开始之前反射超过400次。 在下一个位开始之前、反射将完全减小。

    然后、我认为在一侧进行终端是可以的。

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    TI__Guru**** 2379980 points
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    I²C Ω 的有限速度是使用 CAN 或 RS 485的另一个原因。