详解TCAN1042：高性能CAN收发器的卓越之选

在当今的电子系统中，可靠且高效的通信至关重要。CAN（Controller Area Network）总线作为一种广泛应用于汽车、工业自动化等领域的通信协议，其收发器的性能直接影响着整个系统的稳定性和数据传输效率。TI的TCAN1042系列CAN收发器，凭借其出色的特性和丰富的功能，成为了众多工程师的首选。

文件下载：tcan1042hv.pdf

特性亮点

标准兼容性与高速性能

TCAN1042系列符合ISO 11898 - 2:2016和ISO 11898 - 5:2007物理层标准，支持经典CAN和高达2Mbps的CAN FD（灵活数据速率），其中“G”选项更是支持5Mbps的数据速率。这种高速性能使得它在对数据传输速度要求较高的应用场景中表现出色，能够满足现代电子系统日益增长的通信需求。

保护特性周全

该系列收发器具备多种保护特性，为系统的稳定运行提供了坚实保障。HBM ESD保护高达±16kV，IEC ESD保护高达±15kV，有效防止静电对器件的损害。总线故障保护方面，非H型号为±58V，H型号为±70V，能够应对各种复杂的电气环境。此外，还具备驱动器显性超时（TXD DTO）、热关断保护（TSD）等功能，确保在异常情况下也能保护器件和网络的安全。

低功耗与理想无源行为

支持低功耗待机模式及远程唤醒请求特性，能够有效降低系统功耗。在MCU未供电时，具有理想无源行为，总线和逻辑引脚处于高阻态，无负载，不会对总线造成额外的负担，这在一些对功耗敏感的应用中尤为重要。

封装优势

采用SOIC (8) 封装和无引线VSON (8) 封装（3.0mm x 3.0mm），不仅提高了自动光学检测（AOI）能力，还能满足不同应用场景的封装需求，方便工程师进行PCB设计。

应用领域广泛

工业自动化

在工业自动化、控制、传感器和驱动系统中，TCAN1042能够实现设备之间的可靠通信，确保数据的准确传输。其高速性能和保护特性，能够适应工业环境中的复杂电气干扰和高温等恶劣条件。

重型机械与ISOBUS应用

支持高负载CAN网络，适用于重型机械的ISOBUS应用，如ISO 11783标准。在这些应用中，需要收发器能够稳定地处理大量数据，并具备较强的抗干扰能力，TCAN1042正好满足这些需求。

楼宇自动化

在楼宇、安全和温度控制自动化领域，能够实现设备之间的通信和协同工作，为楼宇的智能化管理提供支持。

电信基站

在电信基站状态和控制方面，能够确保基站设备之间的通信稳定，提高基站的运行效率和可靠性。

功能模式解析

正常模式

当STB终端设置为低电平时，设备进入正常模式。此时，CAN驱动器和接收器完全工作，CAN通信是双向的。驱动器将TXD上的数字输入转换为CANH和CANL上的差分输出，接收器则将CANH和CANL上的差分信号转换为RXD上的数字输出。

待机模式

将STB终端设置为高电平，可激活低功耗待机模式。在这种模式下，总线发射器不发送数据，正常模式接收器也不接收数据，总线线路偏置到地，以最小化系统电源电流。只有低功耗接收器会主动监视总线活动，当检测到唤醒模式（WUP）后，RXD会指示有效的唤醒事件。

设计要点

电源供应

该系列器件的 (V{CC}) 输入电源电压范围为4.5V至5.5V，部分器件的 (V{IO}) 输出电平转换电源输入范围为3V至5.5V。为了确保器件的稳定运行，两个电源输入都必须进行良好的调节。在CAN收发器的主 (V{CC}) 电源输出附近应放置一个大容量电容（通常为4.7μF），并在器件的 (V{CC}) 和 (V_{IO}) 电源端子附近放置一个旁路电容（通常为0.1μF），以减少开关电源输出上的电源电压纹波，并补偿PCB电源平面和走线的电阻和电感。

布局设计

在PCB设计中，需要采用高频布局技术，以应对ESD和瞬变等高频干扰。保护和滤波电路应尽可能靠近总线连接器，以防止瞬变、ESD和噪声传播到电路板上。可以使用外部TVS二极管和总线滤波电容来提高系统的抗干扰能力。同时，应使用电源（ (V_{CC}) ）和接地平面来提供低电感路径，旁路和大容量电容应尽可能靠近收发器的电源端子。

CAN总线终端

ISO 11898标准规定，互连应使用特性阻抗为120Ω的双绞线电缆（屏蔽或非屏蔽）。为了防止信号反射，应使用等于线路特性阻抗的电阻来终止电缆的两端。未终止的分支线（短截线）应尽可能短，以减少信号反射。终端可以是电缆末端的单个120Ω电阻，也可以采用分裂终端的方式，以改善网络的电磁发射行为。

总结

TCAN1042系列CAN收发器以其卓越的性能、丰富的功能和广泛的应用领域，为工程师在设计CAN总线系统时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和场景，合理选择器件型号，并注意电源供应、布局设计和总线终端等方面的要点，以确保系统的稳定运行和高效通信。你在使用TCAN1042或其他CAN收发器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。