在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为接口增加各种保护措施，但并非所有应用都需要这些额外的防护。过度防护不仅会增加成本，还可能影响信号质量。本文将详细探讨共模电感如何用于提升总线的抗干扰能力。
我们观察到许多实际应用中的CAN产品都会使用共模电感，但在常规测试中，却很难看到它对某一特定指标有显著改进。然而，这并不意味着共模电感就没有作用。很多工程师出于谨慎，会对CAN接口进行全面外围电路设计，以确保其可靠性。
从EMC角度考虑，对于是否加装共模电感是一个关键问题。在分析差模和共模干扰之前，让我们先了解一下图1和图2，它们分别展示了差模式和共模式干扰及其传输路径。在这两幅图中，驱动器及接收器都是通过差分信号来传输数据，就像CAN总线一样。
首先是差模式干扰，它产生于两条传输线之间，而不是在单一的线上。这导致了磁环内形成的一种特殊现象，即两个半环上的同向匝数但反向绕制的双层线圈，可以有效地抑制这种干扰。
然后是共模式干扰，它以地为参考点同时发生在两条线上。这时，在磁环内部形成的磁力相互叠加，从而提高了阻抗，从而起到了减少干扰作用。而对于差模式信号，由于磁力方向相反，因此它们抵消了，没有任何抑制效果，只有极小的漏感和较大的串联容量对其有一定的影响。
因此，我们可以看出，共模电感是一种双向滤波器，不仅能够滤除信号上的共模式噪声，还能减少电子设备本身发出的噪声。例如，如图2所示，那些被认为是由外部来源造成的问题，现在却被显示出来，那些来自内部源头的问题也得到了解决。此外，该技术还提供了一种更好的方法来实现良好的EMC性能，同时保持低成本，因为它不需要复杂或昂贵的地面隔离结构或其他形式的地面处理技术。
最后，让我们看看为什么添加一个这样的装置至关重要。当我们的设备受到越来越多高级要求时，比如汽车制造业中的车规标准（CISPR25）要求更严格地控制传导骚扰限值时，加装这个简单但强大的工具变得不可避免。如果没有这种额外保护措施，大多数现有的收发器都无法满足这些限制，如图5所示，其中展示了一台经过配置并且配备了合适大小51μH 共模电感后与未配备的情况比较后的结果。结果表明，无论是在哪个频段，都有显著改善，并且还有足够的大裕量以满足当前汽车行业标准所需。
然而，与此同时，我们必须意识到安装一个这样的系统也带来了几个潜在挑战：比如谐振效应，以及瞬态压力问题，这些都可能导致性能下降或者甚至损坏设备。因此，在选择适当尺寸、类型以及正确安装位置方面，对设计人员来说是一个关键任务，以最大化好处并最小化风险。此外，如果你正在寻找一种简单、安全、高效且经济实惠的手段来增强你的网络安全，那么采用这种策略将非常理想，因为它既符合国际标准，又易于实施，而且不会大幅增加硬件成本或复杂性，从而使之成为最佳选择之一对于那些寻求最佳解决方案的人来说。
