在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，不遗余力地为CAN接口增加各种保护措施，但实际上并非所有应用都需要这么做。过多的防护不仅会增加成本，还会影响信号质量。本文将深入探讨共模电感如何通过抑制共模干扰，提高CAN总线的抗干扰能力。
首先，让我们来看看共模干扰是如何产生的。图1和图2分别展示了差模式和共模式之间的传输路径。在差分信号传输的情况下，如同CAN总线一样，差模式干扰产生于两条传输线之间，而共模式干扰则在两条线上同时产生，并以地为参考点。
然后，我们来介绍一下共模电感。这是一种特殊的磁环结构，其中两个半环分别绕有相同数量但方向相反的线圈。当磁环中的磁力线相互叠加时，它们形成的大量阻抗能够有效地降低共模干扰。此外，这种电感本质上是一个双向滤波器，不仅可以消除信号上的共模噪声，还能防止信号对外部环境造成电磁污染。
对于CAN总线来说，其内部收发器采用开源、开漏输出形式，如图3所示，这种设计使得总线能够轻松实现显性电平驱动，同时隐性电平通过终端电阻放电实现。由于其固有的差分传输特性，CAN具有很强的地面噪声抑制能力，如图4所示。但即便如此，快速上升沿仍可能导致EMC问题，因此在实际应用中，加装外围设备如共同导通式滤波器或共同导通式寄生容纳体（CMRR）可以进一步提高系统性能。
尽管如此，加装这些设备并不一定能满足所有标准要求。在某些情况下，对于已经符合车规限制测试需求但仍无法满足限值要求的情况，加装合适大小值的共同导通式滤波器（如51μH）可以显著改善结果，如图5所示。此外，该技术还提供了额外裕度，使得系统更加灵活可行。
然而，与此同时，我们也必须考虑到加入这种设备可能带来的问题，比如谐振和瞬态高压问题。例如，在长距离、高节点数通信环境下，即使是优化后的共同导通式滤波器也可能引起谐振，从而影响总体信号质量，如图6所示。而且，由于其较大感量和直接安装位置，瞬态高压事件发生时可能导致收发器损坏。
最后，我们对这一技术进行了概述：虽然添加共同导通式滤波器可以有效减少应激响应并改善数据链路的一致性，但它也有其局限性和挑战。在没有严格标准要求或者预期使用条件恶劣的地方，可以考虑其他解决方案，比如选择更好的芯片或者采用不同类型的心脏元件。如果您正在寻找既简洁又高效且符合国际ISO11898-2标准、具备优秀静電防護等級及浪涌防護功能隔离型態解決方案，那么ZLG致远电子推出的CTM1051(A)HP系列无疑是一个好選擇，這些隔离模块通過簡單插拔即用設計，並且容易集成至您的系統中。
