主流CAN收发器性能PK

 CAN总线迅猛发展的今天，有许多厂家都推出自己的CAN 收发器，都是号称和客户所用的PIN to PIN兼容，价格更加优惠。而实际这些收发器的设计与制造工艺决定了还是有很大区别的，不同行业的选型指标都不能照搬。

10年前，国内的CAN收发器主流还是NXP(当年叫飞利浦)的PCA82C250，后来升级为PCA82C251，增强了管脚耐压能力与热关断功能，几乎所有CAN节点都使用PCA82C250/251。

但随着汽车电子迅猛发展，以及半导体技术更新。基于三极管架构的PCA82C250/251已经无法满足汽车电子用户要求。所以NXP公司推出了新一代基于JFET的TJA1040/1050T收发器，不但可以与老的PCA82C250/251实现无缝升级，而且增加了待机模式功能与Split共模输出功能。同时为了防止MCU死机而拉低TXD，在收发器中增加了发送显性超时关断功能，所以TJA1040/1050的最高波特率只能到40Kbps，所以这就使得许多低波特率客户(比如煤矿都是使用5Kbps)无法替换升级。

从特性来说，PCA82C250/251在高速波特率下过冲很严重，在进行CE认证时通不过认证标准，而TJA1040/1050的电磁辐射就小的多，可以通过CE认证。因为世界上CAN收发器的需求量增大，TI公司、Freescale公司、美信公司、Microhip公司纷纷推出了自己的高速CAN收发器。

本文对NXP的新旧两类收发器，以及SN65HVD251(TI公司生产)和MC33901(Freescale公司生产)进行对比测试。SN65HVD251收发器最低支持5kbps的波特率，同时电磁辐射较TJA1040T的更小，并且三者保持管脚兼容，区别在于SN65HVD251的差分电压幅度较大。MC33901收发器最低支持5kbps波特率，同样具有电磁辐射较小的特点，在各种波特率下均无出现严重的过冲现象，但该芯片的使用必须将3、5引脚连接到一起，替换原来芯片时，需更改PCB电路设计。

表1四种收发器对比

注：这里只给出实测结果，详细官方参数对比见收发器对比文档。

如果只是对比手册参数，是很难发现收发器的一些隐藏特性的，所以本文使用CANScope-Pro分析仪对这四类收发器进行眼图分析其特性。

1.SN65HVD251在1Mbps下的波形和眼图测量结果如图所示：

图1 SN65HVD251 1Mbps波形 

图2 SN65HVD251 1Mbps眼图

此收发器，EMI性能较好，辐射较小，但高波特率时，位时间会有抖动，产生2条亮线的眼图。说明其会影响位时间。因此在1M波特率下不推荐使用。

2.PCA82C250/1在1Mbps下的波形和眼图测量结果如图所示：

图3 PCA82C250/1 1Mbps波形

图4 PCA82C250/1 1Mbps眼图

可以看到，这种老收发器斜率很陡，但过冲很明显，EMI超标严重。而且在过冲后，有明显的抖动，下降沿有明显的下冲。这些都会对EMC性能造成影响。

3.TJA1040/1050T在1Mbps下的波形和眼图测量结果如图所示：

图5 TJA1040/1050T 1Mbps波形

图6 TJA1040/1050T 1Mbps眼图

此收发器基本没有过冲，而且斜率也比较理想，所以目前汽车电子上基本都是使用该系列收发器或者其升级版TJA1042/1051T。

4.MC33901在1Mbps下的波形和眼图测量结果如图所示：

图7 MC33901 1Mbps 波形

图8 MC33901 1Mbps眼图

此收发器波形非常完美，EMI辐射很小，而且波特率精准度搞，故目前致远电子CTM8251KT/AT中使用的是此型号收发器。