CAN 总线终端电阻：为何是 120Ω，其他阻值能否替代？

在 CAN 总线的实际应用中，接触过相关知识的小伙伴们都清楚，通常需要在 CAN 总线的首尾两端各并联一个 120Ω 的终端电阻。那么，为什么一定要选择 120Ω 这个阻值，其他阻值是否可行呢？接下来，我们将深入探讨这个问题。

我们以 TJA1044 内部架构图为例来展开分析。CAN 总线采用显性代表 0，隐性代表 1 的编码方式。当总线处于隐性状态时，TJA1044 内部的上下两个管 Q1 和 Q2 都会截止，此时 CANH 和 CANL 处于无源状态，两者之间的压差为 0V。而当总线处于显性状态时，Q1 和 Q2 都会导通，CANH 和 CANL 之间会产生压差。若总线上没有负载，且总线处于隐性状态时，总线的差分阻值会变得很大。由于一般收发器的显性门限电压仅约 500mV，这就导致外部很微小的能量都可能使总线进入显性状态。为了增强总线的抗干扰能力，就需要增加一个终端电阻，并且这个阻值应尽量小（同时也要考虑不能有过大的电流）。

此外，总线上的寄生电容也是需要考虑的因素。当总线处于显性状态时，电容会充电；而当总线处于隐性状态时，电容会放电。如果总线没有并联任何电阻，那么总线只能通过向两端的收发器进行放电，这会影响总线在隐性和显性两种状态之间的转换时间，进而导致波形出现异常（如爬坡现象）。当信号在高速传输的路径中遇到阻抗不连续的情况时，就会造成信号反射，也就是我们所说的阻抗不连续。这一现象可以形象地比喻为汽车在道路上行驶时遇到道路变窄，容易出现堵塞。

加入终端电阻可以消除或减小信号反射的影响，其原理是终端电阻能够吸收信号的能量，避免能量在总线上无序乱窜。而选择 120Ω 作为终端电阻的阻值，是有其科学依据的。在 ISO 11898 - 2 标准文件中，通过大量的实验测试明确规定了 120Ω 是合理的阻值。

如果想要验证实际项目中总线需要多大的终端电阻，可以采用在总线上并联可调电阻的方法，通过调节可调电阻的阻值，观察波形的变化来确定合适的阻值。

那么，终端电阻的封装是否可以随意选择呢？答案是否定的。在选择终端电阻时，必须考虑接口短路的情况。也就是说，当短路发生时，CAN 总线的节点必须能够承受短路的风险。假设 CANH 和电源 18V 发生短路，短路电流会直接从 CANH 流向 CANL。一般的 CAN 收发器能承受的电流仅为几十毫安（收发器内部有限流措施），例如 TJA1145 仅能承受 50mA 的电流。根据功率计算公式，可得。考虑到实际环境中可能存在高温情况，电阻的功率选择 0.25W 较为合适，常见的封装为 1206 封装，少数情况下也会使用 0805 和 0603 封装。

综上所述，CAN 总线选择 120Ω 的终端电阻是经过大量实验验证得出的选择，它能够有效提高总线的抗干扰能力、减小信号反射，并且在实际应用中，终端电阻的封装也需要根据具体情况进行合理选择。