TCAN1043AEVM评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TCAN1043AEVM收发器评估模块 (EVM) 帮助用户评估采用SOT (DYY) 封装的TCAN1043A-Q1和TCAN1043M-Q1 CAN FDFD 收发器的运行和性能。在该评估模块上可以实现通过VIO、EN、INH、nSTB、VSUP、WAKE和nFAULT引脚进行系统级评估。它还提供总线端接、总线滤波和保护元件。

数据手册:*附件:Texas Instruments TCAN1043AEVM收发器评估模块数据手册.pdf

Texas Instruments TCAN1043A-Q1评估模块拥有到CAN收发器和跳线所有必要引脚的简单连接,这为器件引脚和CAN总线配置提供灵活性至关重要。对评估所需探测的所有主要点,提供有测试点(回路),例如GND、VCC、TXD、RXD、CANH、CANL、EN、nFAULT和WAKE。该评估模块支持诸多CAN总线配置选项。

特性

  • 轻松访问CAN收发器的所有引脚
  • 为CAN总线的常见保护/滤波元件提供了PCB占位
  • 丝印全面标记,简单易用
  • 通过跳线选择性启用端接

板布局

评估模块

TCAN1043AEVM评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

TCAN1043AEVM是德州仪器(TI)推出的一款针对TCAN1043A-Q1 CAN FD收发器的评估模块。该模块支持ISO 11898-2:2016标准,专为汽车电子和工业应用设计,具有以下核心特性:

  • 高性能CAN FD通信‌:支持经典CAN(最高1Mbps)和CAN FD(最高8Mbps)协议
  • 宽电压工作范围‌:VSUP支持4.5V至40V,VCC支持4.5V至5.5V,VIO支持1.7V至5.5V
  • 多重保护机制‌:集成欠压保护、热关断、总线故障保护等功能
  • 低功耗设计‌:支持待机、睡眠等多种低功耗模式
  • 灵活配置‌:提供丰富的跳线和测试点,便于不同应用场景评估

关键参数‌:

  • 总线速率:经典CAN最高1Mbps,CAN FD最高8Mbps
  • 工作温度范围:-40°C至+125°C
  • 隔离电压:5700VRMS
  • 封装形式:SOT-23-8

二、评估模块架构设计

2.1 硬件架构

评估模块采用分层设计架构:

  1. 电源管理层‌:
    • 三路独立电源输入(VSUP、VCC、VIO)
    • 香蕉插座和测试点双重接入方式
    • 电源状态监测测试点
  2. 信号处理层‌:
    • 主芯片TCAN1043A-Q1
    • 双120Ω终端电阻(可配置为单端或并联)
    • 总线保护电路(TVS二极管、共模扼流圈等)
  3. 接口与控制层‌:
    • 16针多功能跳线接口(JMP2)
    • 4个2针配置跳线(JMP1/JMP3/JMP5/JMP6)
    • 16个测试点(TP1-TP16)

2.2 典型应用场景

该评估模块特别适用于:

  • 汽车电子控制系统(ECU)
  • 工业自动化网络
  • 交通运输设备通信系统
  • 电信基础设施
  • 12V/24V电池供电系统

三、关键功能配置

3.1 工作模式配置

通过nSTB和EN引脚可配置四种主要工作模式:

模式nSTBEN驱动状态接收状态典型应用
正常模式使能使能主动通信
静默模式禁用使能总线监听
待机模式禁用低功耗快速唤醒
睡眠模式X禁用低功耗最低功耗

3.2 总线终端配置

评估板提供灵活的终端电阻配置:

  • 单端终端(120Ω) ‌:JMP3短路,JMP5开路
  • 并联终端(60Ω) ‌:JMP3和JMP5均短路
  • 分离终端‌:可选配R9/R14和C6组成
  • 无终端‌:JMP3和JMP5均开路

3.3 保护电路配置

模块支持多种保护方案扩展:

  • 串联电阻保护‌:替换R7/R13(默认0Ω)
  • 共模扼流圈‌:安装L1(100μH)
  • TVS二极管保护‌:安装D1
  • RC滤波‌:配置C2/C7与串联电阻组合

四、评估测试指南

4.1 基本测试配置

  1. 电源连接‌:
    • P1(VCC):5V/100mA
    • P2(VIO):1.8V/3.3V/5V/100mA
    • P4(VSUP):12V/100mA(典型)
  2. 信号连接‌:
    • TXD:JMP2位置1或TP1
    • RXD:JMP2位置3或TP3
    • CANH/CANL:JMP4或TP2/TP6
  3. 示波器配置‌:
    • 建议使用高阻抗探头(≥1MΩ)
    • 典型观测点:TXD、RXD、CANH、CANL

4.2 性能测试项目

  1. 通信质量测试‌:
    • 不同速率下的眼图分析
    • 上升/下降时间测量
    • 信号完整性验证
  2. 保护功能测试‌:
    • 总线短路测试(CANH/GND、CANL/VCC等)
    • ESD抗扰度测试
    • 热插拔测试
  3. 功耗测试‌:
    • 各模式静态电流测量
    • 动态工作电流分析

五、设计参考资源

5.1 PCB设计要点

评估板采用4层堆叠设计:

  • 顶层:主要元件布局与信号走线
  • 内层1:完整地平面
  • 内层2:电源分布层
  • 底层:辅助元件与测试点

布局建议‌:

  • 保持CAN差分对严格等长(±5mm)
  • 电源走线宽度≥20mil
  • 关键信号阻抗控制为120Ω(差分)

5.2 物料清单(BOM)亮点

  • 核心器件‌:
    • U1:TCAN1043ADYYRQ1(CAN FD收发器)
    • R9/R14:120Ω终端电阻
    • L1:ACT45B-101-2P-TL003(共模扼流圈)
  • 保护器件‌:
    • D1:TVS二极管(未安装)
    • C2/C7:滤波电容(未安装)

六、应用注意事项

  1. 安全规范‌:
    • 操作时佩戴防静电手环
    • 避免输入超过40V的电压到VSUP
    • 热插拔测试时注意电流限制
  2. 信号完整性‌:
    • 保持差分对长度匹配
    • 避免长距离非屏蔽走线
    • 注意终端电阻配置与总线负载匹配
  3. 热管理‌:
    • 持续大电流工作时监测器件温度
    • 确保环境温度不超过125°C
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