在CAN总线设计中，我们往往为了确保通信的可靠性，会为CAN接口添加各种保护设备。然而，这并非所有应用都需要，过分防护不仅增加了成本，还会影响信号质量。本文将探讨共模电感在总线中的作用及其对信号质量的影响。
我们观察到许多实际应用中使用了共模电感，但在常规测试中，却难以发现其明显改善效果，有时甚至会对波形质量产生负面影响。工程师们出于预防万一，对CAN接口进行全面外围电路设计。尽管CAN芯片自身具备良好的抗静电和瞬态电压能力，一些收发器还具有优秀的EMC性能，我们可以根据设计要求逐个增添防护和滤波措施。在考虑总线是否需要加装共模电感时，我们主要关注的是从EMC角度出发。
首先，让我们来了解一下共模干扰。在图1和图2中分别展示了差模干扰与传输路径以及共模干扰及其传输路径。这两种干扰机制对于差分信号传输有着不同的效应：差模式是指两条传输线之间产生的干扰，而共模则是在两条线上同时产生，与地作为参考点。这种情况下，磁环中的两个半环分别绕定相同数量但方向相反的同轴圈，从而形成一个双向滤波器，以此来减少总线上的噪声，同时也抑制信号本身不向外释放更多的电磁污染。
接着，我们探讨了CAN节点特性的设计原理，如图3所示，其中显示了一种典型的开源、开漏输出形式驱动方式，这种方式使得差分信号能够轻松实现显性水平，并通过终端阻值放置隐性水平。这是一种自然适应差分通信方式且提供很好抵御环境噪声的一种策略。但即便如此，在快速变化过程中仍然可能带来一些EMC问题，如跳变沿等，因此我们必须小心处理这些潜在风险。
最后，我们要谈论为什么要采用共模电感？除了选择更高性能符合标准要求的受体芯片之外，加装外围保护包括使用合适大小、高频率响应好的共模電感也是一种有效方法之一。在现行汽车电子行业规范（如CISPR25）严格规定了传导骚扰限制值的情况下，不少设备都无法达到这一标准。而加入合适大小（例如51μH）的共模電感后，如图5所示，其在多个频段内均能显著降低噪声，并且保持一定裕量，使得设备能够顺利通过测试。此举虽然有助于满足现行车辆用途要求，但它也有几个潜在的问题，比如谐振和瞬态压力，它们可能导致稳定性问题或损坏受体芯片。
综上所述，尽管可用于降低远距离骚扰的问题，但是实施前需仔细权衡因素，因为它可能引起稳定性问题或其他副作用。在大多数工业场景下，对于不是特别敏感对远距离骚扰需求的地方，可以省略安装这个额外组件。如果你正在寻找一个既简单又易于集成、满足ISO11898-2标准且具有高防护等级隔离功能——CTM1051(A)HP系列产品正是你的最佳选择。这类产品允许操作人员“插入即用”，无需复杂配置，只需查看原理图即可自行理解其工作原理，如图8所示。此类解决方案对于恶劣工业环境下的应用至关重要。
