CAN一致性测试之输出电压测试

复杂的CAN网络，单个节点的输出电压如果不符合规范，则在现场组网后容易出现信号电平不可靠的情况，导致错误帧的出现，各节点间无法进行通信。那么，如何判断CAN节点的输出电压符合严格的规定？

CAN一致性测试，就是要求整车CAN网络中的节点都满足CAN总线节点规范要求，缩小CAN网络中节点差异，保证CAN网络的环境稳定，有效提高CAN网络的抗干扰能力。所以，为了保证CAN节点的输出电压符合规范，应该对输出电压进行一致性测试。

一、测试标准

每个厂家在产品投入使用前，都要测试CAN节点DUT（被测设备）的输出电压幅值。一般是使用ISO11989-2输出电压标准的CAN测试方法，具体要求如表1所示，为测试标准“ISO 11898-2输出电压标准”。测试目的就是检查DUT的CAN_H与CAN_L的隐性/显性输出电压是否遵守ISO11898-2的定义。

表1  ISO11898-2输出电压标准

二、测试原理

负载条件下，选择被测DUT的适应条件，如图1所示，Rtest为网络负载电阻，正常为60Ω，高负载时为45Ω。测量绝对和差分电压等级和CANL CANH线电压：VCAN_H，VCAN_L，然后计算差分电压Vdiff和共模电压VCM。其中Vdiff和VCM的计算方法如下：

Vdiff = VCAN_H – VCAN_L

VCM = 0.5 * (VCAN_H + VCAN_L)

如果测试结果符合表1所示，则通过测试。

图1  输出电压测试原理

三、测试过程

 进行测试连接，如图2所示。并且能通过调整CANScope-StressZ模拟扩展板上的RHL值，进行模拟负载电阻的变化（正常测试时，RHL=60Ω，高负载测试时，RHL=45Ω），,进行DUT输出差分驱动能力测试。注意：本测试需要DUT能主动发送CAN报文，方便进行测试。并且CANScope设置不勾选总线应答，其黑色表笔（地）要和DUT的CAN收发器共地；

 正确连接设备之后，配置并开启 DUT 电源；

 使用CANScope设备读取总线报文 100 帧，如图3所示为对应的CAN波形；

 统计分析各通道输出电压值，生成眼图，如图4所示；

 判定显性/隐性输出电压是否遵守ISO11898-2的输出电压标准。

图2  输出电压测试连接图

图3  CAN波形图

图4  CAN眼图

由此可见，该方法虽然可以测量计算出信号的输出电压，但测试系统搭建较为麻烦，且需要多次测量取平均值做计算，还有可能出现测量误差，浪费人力物力。

五、CAN一致性测试

CAN一致性测试内容，覆盖了物理层、链路层、应用层等测试需求，如表2所示。使用“示波器+CAN卡”测试组合进行CAN一致性测试，通过外接电压源、电流源等外围设备，手动完成测试，主要有接线复杂、测试效率低下等痛点问题。

表2  CAN一致性测试内容（节选）

ZLG致远电子最新发布的CANDT一致性测试系统可自动化完成CAN节点物理层、链路层及应用层一致性测试，是当前CAN总线测试领域唯一能够进行完善的物理层自动化测试并导出报表的仪器设备。避免了人工测量统计的误差，同时配合自动化测试的方式，减少了测试时间的浪费，提高了测试的准确度，极大节约了人工成本。

用户可在软件页面勾选需要的测试项目，进行全自动化测试，如果只想测试输出电压，单独勾选电压测试项即可。测试完成后，用户可导出自动化测试报告，如表3所示。根据测试报告，还可以跟踪测试条目的标准出处、测试步骤以及判断依据等，主机厂可以依据此报告评估CAN节点质量，作为主机厂准入依据，并保证整车CAN网络环境的稳定。

表3  测试报告

CANDT一致性测试系统基于CANScope底层分析能力，集成示波器、电源等必要设备，可覆盖主机厂CAN一致性测试标准，为主机厂及零部件企业建立CAN总线测试及保障体系。