在电子设计领域，总线干扰是一个常见且棘手的问题。当总线出现干扰时，有经验的工程师能够迅速定位问题所在，但对于新手而言，这可能是一项颇具挑战的任务。造成总线干扰的原因多种多样，比如电磁辐射耦合到通讯电缆中、屏蔽线接地处理不当、仅隔离了通讯却未隔离电源等。
通过特定的分析方法和相关图示，我们可以逐步推导干扰的来源。如图 1 所示，通过对现场情况的观察和分析，如果发现现场的干扰并非通过电磁辐射进入，且整车的网络也没有干扰，那么基本可以断定干扰是由于电机驱动器的 CAN 通讯未实现良好隔离所导致的。
图 1 定位干扰原因
为了减小延时、增加通讯距离并降低通讯错误率，我们可以采取一系列有效的措施：
- 采用磁隔离的 CTM1051 方案设计接口收发电路：磁隔离技术能够有效减少信号传输过程中的干扰，提高信号的稳定性和可靠性，从而降低延时和通讯错误率。
- 用较粗的导线代替细导线：选择标准为 1.5 线缆（延迟为 5ns/m）的导线，较粗的导线具有更低的电阻和电感，能够减少信号在传输过程中的衰减和延时。
- 使用镀金或镀银的线缆：镀金或镀银的线缆具有更好的导电性和抗腐蚀性，能够提高信号的传输质量，减少信号失真和干扰。
- 增加网桥中继设备 CANBridge 延长通讯距离：网桥中继设备可以对信号进行放大和转发，从而延长信号的传输距离，保证信号在长距离传输过程中的稳定性。
- 采用光纤传输：如致远电子的 CANHUB - AF1S1，在同等波特率下可将通讯距离延长 1 倍。光纤具有传输速度快、抗干扰能力强等优点，能够有效提高通讯的质量和可靠性。
信号地，也被称为隔离地。在电子设备中，为了使设备工作时有一个统一的参考电位，避免有害电磁场的干扰，确保设备稳定可靠地运行，设备中的信号电路需要有一个统一的参考地，即 CAN - GND。
在许多实际应用中，设计者常常直接将每个节点的参考地连接到本地的大地，作为信号的返回地。这种看似正常可靠的做法，实际上存在着极大的隐患。信号地 (CAN - GND) 的正确接法主要分为以下两种情况：
- 单屏蔽层线缆：如果线缆是单屏蔽层，信号地的理想接法是使用专门的信号线将所有节点信号地连接起来，使其起到参考地的作用。然而，如果缺少信号地线，也可以将所有节点信号地都连接到屏蔽层，但这种方式的屏蔽效果相对较差。
图 2 带有屏蔽层双绞线
图 3 含信号地线双绞线连接方式
图 4 信号地与屏蔽层连接方式 - 双屏蔽层线缆：当使用双层屏蔽电缆时，需要将所有节点信号地连接到内屏蔽层。若使用非屏蔽线进行数据传输时，请保持信号地管脚悬空处理。
图 5 双屏蔽层信号地处理方式
需要特别注意的是，所有节点信号地接到屏蔽层或者双屏蔽层的内层后，屏蔽层的处理方式应为单点接地，不可多点接地。因为多点接地会在信号地线上形成地环流，从而导致信号干扰和不稳定。另外，在单点接地时，为了加大供电地和信号地之间的隔离电阻，阻止共地阻抗电路耦合产生的电磁干扰，应采用隔离浮地设计，通过阻容方式将屏蔽层与外壳隔离。如果未进行单点接地处理，报文可能会受到电磁干扰，如图 6 所示。
图 6 未进行单点接地处理的报文受到电磁干扰
综上所述，在电子设计中，正确处理信号地 (CAN - GND) 的接法对于减少总线干扰、提高通讯质量和设备的稳定性至关重要。设计者需要充分了解不同情况下信号地的正确接法，并严格按照要求进行设计和施工，以确保电子设备的正常运行。
