在探索CAN节点设计的深度之中，我们常被诱惑着为增强通讯可靠性而添置各种器件。然而，事实上并非所有应用都需要如此做，因为过度防护不仅会增加成本，而且那些寄生参数将不可避免地影响信号质量。本文旨在细致介绍共模电感如何应用于总线，以期望找到最佳的平衡点。
我们观察到许多实际应用中使用了共模电感，但在日常测试中，却未能明显体现其改善效果，有时甚至对波形质量造成了影响。出于预防万一，确保可靠性的考虑，工程师们往往会对CAN接口进行全面外围电路的增设。尽管CAN芯片自身具备良好的抗静电和瞬态电压能力，以及较好的EMC性能，但依旧有必要根据设计要求逐步添加防护、滤波等外围措施。在处理CAN总线是否加装共模电感的问题时，我们主要从电磁兼容方面进行考量。
首先，让我们来回顾一下共模干扰及其作用。在图1和图2中，我们可以看到差模和共模干扰以及它们的传输路径分别被展现出来。这两种干扰类型对于差分信号传输具有不同的影响：差模式干扰产生于两条传输线之间，而共模式干扰则同时发生在两条线上，其参考是以地为基准。
接着，我们来讨论一下共模电感。它是一种特殊结构，其中一个磁环上的两个半环分别绕制相同数量但方向相反的线圈。当这些磁力线叠加时，它们形成了一种衰减效应，对抗与之相向走的同频率噪声。此外，这种双向滤波器不仅抑制了信号源发出的噪声，还阻止了由接收端可能产生的噪声流入，从而保持信号质量，如图3所示。
为了更好地理解这种技术，在图4中展示的是典型的一次通信事件，该事件通过显示器上的视觉表示得到了完美实现。但即使这样看似完美无瑕的情况下，也存在潜在问题，比如由于非理想对称导致快速上升沿带来的EMC问题。在实际操作过程中，即便没有任何异常迹象（如静电、EFT、浪涌或传导骚扰），也可能无法完全满足限值要求，这揭示了存在潜藏风险。
那么，为何要考虑加入这样的共模保护？答案很简单：为了提高汽车电子产品符合CISPR25标准，并且能够抵御严格规定下的传导骚扰限制。这一点变得尤为重要，因为大多数现代车辆必须遵循这些标准才能正常运行，如图5所示，那里展示的是不同情况下的测试结果，可以清晰看到当增加50.1μH的合适大小及正确位置放置后的效果提升幅度显著，同时还留有裕量空间以应对未来需求增长。
然而，与此同时，加入共同保护也有其缺点。一旦选择使用这类设备，就需要仔细考虑它们带来的谐振和瞬态压力问题。例如，如果不是经过精心计算选取合适尺寸及正确安装位置的话，加装后的系统可能就会因为引起谐振而降低整体性能，如绿色波形所示；另一方面，由于这类组件本身具有较大的感量且直接集成至收发器接口处，一旦遇到热插拔或短路等极端状态，将会导致高压脉冲损害硬件安全性。
最后，让我们总结一下关于使用 共 模 电 感 在 总 线 上 的 优 缺 点 分 析 结 论：虽然这种技术能够有效减少并控制来自环境中的杂音，同时保障数据完整性，但仍然面临一些挑战，比如谐振和瞬态压力问题。这意味着，在采用此类解决方案之前需要深入分析具体应用场景，并权衡各项因素，以确保最终实现最佳配置。此外，对于大多数工业环境，不必担心超出限值，因此可能并不需要采纳这个额外层次保护措施。而ZLG致远电子提供了一系列隔离模型CTM1051(A)HP，它们符合国际ISO11898-2标准，并具备高级别防护功能，使得用户可以轻松部署用于恶劣条件下的工业场景，如表7所示，其中原理简洁易用，如表8进一步详述。此工具允许用户灵活调整以满足特定需求，无需复杂设置就能实现最大化效益。
