4 實驗驗證

為了驗證參考設計（包括 5V 隔離式電源和整個模塊通信功能），我們設置了一個測試臺（請參閱 圖 3-6）。兩個 MCU 控制板與以下基本設備搭配使用：六位半萬用表 (34401A-Agilent)、示波器 (TPS2024-Tektronix) 和直流電源 (GPS3303-GWINSTEK)。

圖 4-1 隔離式 CAN 模塊測試設置

在這個測試隔離式 CAN 模塊的實驗中使用一個非隔離式 CAN 器件 SN65HVD1050 作為接收器。一個 MCU 通過隔離式 CAN 模塊發送預先指定的數據序列（握手）。另一個 MCU 通過 SN65HVD1050 接收數據并同時檢查錯誤率；如果發現錯誤，這個接收器 MCU 板上的綠色 LED 將熄滅。還需要使用示波器觀察 CAN 總線波形：我們測試了 250Kbps、500Kbps 和 1Mbps 數據速率，未發現數據錯誤。第二個實驗分別使用兩個隔離式 CAN 模塊作為發送器和接收器。使用與第一個實驗中相同的數據速率進行測試的結果為成功。

圖 4-2 滿載總線測試（數據速率為 1Mbps 時 CANH、CANL 的波形）

總線負載是 CAN 器件的重要特性。此特性與 CAN 發送器的驅動器電流容量有關。較大的電流輸出能力意味著可以在其他條件保持不變的情況下在總線上添加更多節點。對于隔離式 CAN，隔離式電源必須在總線滿載時提供足夠的電流以實現所需的輸出擺幅。在 ISO 11898-2 的 CAN 標準中，差分輸出在 60Ω 負載下必須大于 1.5V，在總線滿載時必須大于 1.2V（CAN 器件的總線節點除了依賴驅動器容量外，還取決于接收器差分輸入阻抗）。

只要電源保持穩定，并且 ISO1050 在重載條件下的電流消耗較大時電源無壓降，該器件便可支持至少 167 個節點。對于 SN6501 設計的這一隔離式電源，可確保次級側的電流為 100mA。為了測試模塊的總線負載能力，使用一個電阻器仿真包含 167 個節點的收發器網絡。ISO1050 的差分輸入電阻最小為 30kΩ，最大為 80kΩ。假設總線上并聯了 167 個電阻均為 30kΩ 的節點（相當于 180Ω 差分負載），再加上兩個 120Ω 終端電阻器（產生總共 45Ω 的電阻）。在測試中，接收器側并聯了一個 47Ω 電阻器。數據速率測試在 250Kbps、500Kbps 和 1Mbps 下均成功。圖 4-2 顯示了數據速率為 1Mbps 時 CANH、CANL 的波形。差分輸出電壓為 2.4V，處于 1.4V 至 3V（數據表中確定的值）范圍內，并具有 1.2V 的更大裕量（ISO11898-2 要求）。