在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，不遗余力地添加各种保护设备。然而，实际上并非所有应用都需要这么做过多防护不仅会增加成本，而且这些外围设备的寄生参数也必然会影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何在总线上发挥作用。
我们常见到的许多CAN产品中都会使用共模电感，但在日常测试中却很难看到它对任何一项指标有显著提升反而可能影响波形质量。因此，一些工程师为了万无一失，会对CAN接口加上全面的外围电路。尽管CAN芯片本身已经具备较好的抗静电和瞬态电压能力，并且有些收发器自身也有良好的EMC性能，我们仍需根据具体设计要求逐一添加防护和滤波措施。
首先，让我们来谈谈共模干扰。在图1和图2中，我们可以看到差模和共模干扰及其传输路径。这两种干扰形式分别产生于不同的条件下：差模干扰是由两条传输线之间产生，而共模干扰则是在两条线同时产生，并以地为参考点。这种特殊的磁环结构使得两个半环上的同向匝数相同但方向相反的线圈组成一个双向滤波器，对于共模信号有效地抑制了其影响，同时对于差分信号几乎没有副作用。
接着，我们来看一下CAN总线特性的设计原理。如图3所示，CAN收发器内部采用开源、开漏输出方式，这样既能实现显性高端驱动，又能通过终端抵抗放置隐性低端，从而简化了总线操作。但即便如此，总线中的差分传输形式依旧能够有效减少来自外部的共模干扰，如图4所示，这正是基于差分信号理论的一种优势。
然而，即便如此，在进行了标准测试后仍发现存在问题，比如无法满足限值要求，这表明即使在看似完美的情况下，也可能存在未被察觉的问题。此时，加装共模电感就成了一个解决方案之一，如图5所示，在不同频段下，其效果都是明显改善噪声水平，同时保持了一定的裕量空间，使得产品更容易通过严格的汽车电子标准（CISPR25）测试。
不过，加装共模电感并不意味着没有缺点，它可能引起谐振问题，如绿色波形所示，以及瞬态高压风险，尤其是在热插拔等情况下，都有潜在损坏收发器的风险，因此其适用范围需要仔细考量。
最后，我们可以得出结论：虽然共模电感能够有效降低传导骚扰并改善整体EMC性能，但由于存在谐振与瞬态问题，它们并不适用于所有场合特别是那些长距离或多节点通讯环境。而对于工业应用来说，如果不强求极致安全性，那么加装它们就不是必须之举。
