如何自動測量CAN收發器的延遲時間？
2025-05-28
測量原理
ZPS-CANFD的收發器時序特性測量功能，主要是對CAN收發器的TX到CAN差分，CAN差分到RX通信回路相關延遲時間進行測量，包含的測量項目有：tLOOP、tBit(Bus)、tBit(RXD)、ΔtRec、tPHL_Tx、tPLH_Tx、tPLH_Rx、tPHL_Rx。
其每個測量項目的定義，如表1所列：
表 1 測量項目介紹
| 測量項目 | 定義 |
| tLoop | 指TXD到RXD的延遲時間，即收發器的環路延遲時間，包括tLoop1和tLoop2兩個測量項目，前者測量的是TXD下降沿30%處到RXD下降沿30%處的時間，后者測量的是TXD上升沿70%處到RXD上升沿70%處的時間。 |
| tBit(Bus) | 指TXD端一個隱性位電平在差分總線的呈現長度，測量的是CANDIFF下降沿0.5V處到上升沿0.9V處的時間。 |
| tBit(RXD) | 指TXD端一個隱性位電平經過總線返回RXD端呈現的長度，測量的是RXD上升沿70%處到下降沿30%處的時間。 |
| ΔtRec | 指tBit(RXD)和tBit(Bus)的差值，即ΔtRec= tBit(RXD)- tBit(Bus)。 |
| tpHL_Tx | 指TXD到CANDIFF隱性的延遲時間，測量的是TXD上升沿70%處到CANDIFF下降沿0.5V處的時間。 |
| tpLH_Tx | 指TXD到CANDIFF顯性的延遲時間，測量的是TXD下降沿30%處到CANDIFF上升沿0.9V處的時間。 |
| tpLH_Rx | 指CANDIFF隱性到RXD的延遲時間，測量的是CANDIFF下降沿0.5V處到RXD上升沿70%處的時間。 |
| tpHL_Rx | 指CANDIFF顯性到RXD的延遲時間，測量的是CANDIFF上升沿0.9V處到RXD下降沿30%處的時間。 |
根據ISO11898-2-2016標準要求，以上測量項目的測量方法，如圖1所示：
即根據標準要求，需要在一幀報文數據中找到前面有5個連續顯性位的隱性位作為測量位置，然后再根據測量閾值進行相關測量項目的測量。
圖1 ISO11898標準中收發器時序特性項目測量方法
實測步驟
ZPS-CANFD集成了收發器時序特性測量功能，能對外部DUT的CAN收發器進行相關的測試，也能用于ZPS內部集成收發器參數進行自測和評估。本章節中的實測步驟，以外部收發器時序特性測量為例，進行相關的介紹。
第一步，按照圖2連接方式，將DUT的TXD、RXD、CAN信號分別和ZPS-CANFD的高速模擬通道DSO1、DSO2、CAN1 OUT連接；
圖2 外部收發器時序特性測量框圖
注：
1、連線盡可能短，一般不超過35cm，這樣能降低容性負載對測量結果的影響。
2、盡可能使用雙絞線或者屏蔽信號線，能提升信號質量減少擾動。
第二步，打開ZView軟件，點開【CAN1】通道參數設置界面，設置波特率、終端電阻及工作模式等。注意，本測試必須將采樣比設置到最大值才能保證測量結果精度；
圖3 CAN參數設置
第三步，開啟"CAN1"通道；
圖4 CAN1通道開啟
第四步，點擊【分析】菜單，打開【收發器時序特性測量】功能，然后先進行相關參數的設置。例如對DUT的收發器進行時序特性測量時，需要將收發器選擇為"外部收發器"，同時TX、RX的上升/下降閾值需根據DUT收發器手冊要求設置，以確保測量結果的準確性；
圖5 外部收發器時序特性分析參數設置
第五步，點擊"下一步"，然后再點擊"開始"按鈕，即可測量出所有測量項目的結果，如圖6所示。結果是否符合預期，可對比對應的收發器手冊中相關參數的標定范圍。
圖6 結果展示
總結
ZPS-CANFD是適用于CANFD、CAN、LIN總線的測量測試儀器，支持總線數據的發送和接收，高層協議解析及診斷，能對CANFD、CAN總線物理層電氣信號實時采集和記錄，并附帶有高速模擬通道、通用數字IO及模擬IO，通過提供的硬件接口及軟件功能，用戶能夠便捷地構建總線信號測量與分析、節點功能仿真及測試、網絡可靠性診斷及評估等。
