CN116248142A - 用于can收发器的装置、收发器及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于CAN收发器的衰减装置，所述衰减装置包括两个装置输出节点，所述两个装置输出节点被配置成经由所述装置输出节点将所述衰减装置电耦合在所述CAN收发器的两个收发器端之间，其中所述衰减装置被配置成：当将大于第一参考电压或小于第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点时从第一装置状态改变到第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压；在所述第一装置状态期间在每个装置输出节点处引起第一电输出电阻；并且在所述第二装置状态期间在每个装置输出节点处引起第二电输出电阻，其中所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。还公开了一种相关方法和CAN收发器。

Description

用于CAN收发器的装置、收发器及方法

技术领域

本发明涉及用于CAN收发器的装置。此外，本发明涉及包括所述装置的收发器，并且涉及对应的方法。

背景技术

控制器局域网(CAN)总线是通常在汽车内使用的基于消息的通信总线协议。控制器局域网(CAN)总线可以形成可用于车辆内通信的车载网络(IVN)总线的例子。车辆的CAN总线可以包括多个总线装置、所谓的节点或电子控制单元(ECU)，例如引擎控制模块(ECM)、传动系控制模块(PCM)、安全气囊、防震刹车、定速巡航、电动助力转向、音频系统、窗、门、后视镜调整、用于混合动力/电动汽车的电池和再充电系统等等。CAN总线协议用于实现各种总线装置之间的通信。

CAN协议的数据链路层被标准化为国际标准组织(ISO)11898-1：2003。

发明内容

在所附权利要求书中限定本公开的各方面。

在本公开的第一方面中，提供一种用于CAN收发器的衰减装置。所述衰减装置包括：两个装置输出节点，所述两个装置输出节点被配置成经由所述装置输出节点将所述衰减装置电耦合在所述CAN收发器的两个收发器输出之间，其中所述衰减装置被配置成响应于将大于第一参考电压或小于第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点而从第一装置状态改变到第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，其中所述衰减装置另外配置成在所述第一装置状态期间在每个装置输出节点处引起第一电输出电阻，并且其中所述衰减装置被配置成在所述第二装置状态期间在每个装置输出节点处引起第二电输出电阻，其中所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。

在一个或多个实施例中，所述衰减装置被配置成在每个装置输出节点处感测电压。

在一个或多个实施例中，所述衰减装置被配置成响应于将小于所述第一参考电压但大于所述第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点而从所述第二装置状态改变到所述第一装置状态。

在一个或多个实施例中，所述衰减装置包括具有第一分支和第二分支的电路，其中所述第一分支从第一装置输出节点延伸通过第一电阻器和第一二极管到达所述电路的第一参考电压节点，并且从第二装置输出节点延伸通过第二电阻器和第二二极管到达所述电路的所述第一参考电压节点；并且其中所述第二分支从所述第一装置输出节点延伸通过所述第一电阻器和第三二极管到达所述电路的第二参考电压节点，并且从所述第二装置输出节点延伸通过所述第二电阻器和第四二极管到达所述第二参考电压节点。

在一个或多个实施例中，其中所述第一二极管和所述第二二极管的阴极各自耦合到所述第一参考电压节点，并且所述第三二极管和所述第四二极管的阳极各自耦合到所述第二参考电压节点。

在一个或多个实施例中，其中所述第一分支包括第一晶体管，所述第一二极管和所述第二二极管通过所述第一晶体管可切换地耦合到所述第一参考电压节点，并且其中所述第二分支包括第二晶体管，所述第三二极管和所述第四二极管通过所述第二晶体管可切换地耦合到所述第二参考电压节点。

在一个或多个实施例中，其中所述装置被配置成被启用或停用，并且其中所述衰减装置被配置成仅当所述衰减装置被启用时执行从所述第一装置状态到所述第二装置状态的改变，并且其中所述衰减装置被配置成当被停用时始终处于所述第一装置状态。

在一个或多个实施例中，其中所述衰减装置包括控制输入，所述控制输入被配置成从所述CAN收发器接收控制信号，所述控制信号基于可由所述CAN收发器接收的数字输入信号，并且其中所述衰减装置被配置成根据所述控制信号执行从所述第一装置状态到所述第二装置状态的改变。

在一个或多个实施例中，其中所述衰减装置被配置成根据所述控制信号控制所述第一晶体管和所述第二晶体管，以启用或停用所述衰减装置。

在一个或多个实施例中，其中所述衰减装置被配置成在启用所述衰减装置后，将所述第一参考电压施加到所述第一晶体管的栅极并且将所述第二参考电压施加到所述第二晶体管的栅极。

在一个或多个实施例中，其中所述衰减装置的所述电路包括第三分支和第四分支，其中所述第三分支包括第三晶体管、第三电阻器和第五二极管的串联连接，所述第四分支包括第四晶体管、第四电阻器和第六二极管的串联连接，所述衰减装置被配置成根据所述控制信号控制所述第三晶体管和所述第四晶体管，其中所述第一晶体管耦合到所述第三分支使得根据所述第三晶体管的开关状态控制所述第一晶体管，并且其中所述第二晶体管耦合到所述第四分支使得根据所述第四晶体管的开关状态控制所述第二晶体管。

在本公开的第二方面中，提供了一种收发器，所述收发器包括被配置成用于连接到CAN-BUS信号线的两个收发器输出，以及根据第一方面或根据前述实施例中任一项所述的衰减装置，所述衰减装置经由所述衰减装置的所述装置输出节点电耦合在所述收发器的所述收发器输出之间。

在一个或多个实施例中，其中所述收发器具有用于接收数字输入信号的信号输入，并且其中所述收发器被配置成基于可接收输入信号生成控制信号并将所述控制信号发送到所述衰减装置的所述控制输入。

在一个或多个实施例中，其中所述收发器被配置成，当所述数字输入信号表示显性位和后续隐性位的位序列时，在所述收发器输出处生成也表示所述位序列的CAN BUS信号，其中所述收发器被配置成在每个所述收发器输出处为所述显性位耦合第三电阻，其中所述收发器被配置成在每个所述收发器输出处为所述隐性位耦合第四电阻，其中所述第三电阻小于所述第四电阻，其中由所述衰减装置在所述第二装置状态下在每个装置节点处引起的所述第二电阻大于所述第三电阻但小于所述第四电阻，并且其中所述收发器被配置成经由所述控制信号控制所述衰减装置，使得在与所述CAN BUS信号中的所述隐性位相关联的时间间隔开始时的预定时段内使所述衰减装置处于活动状态。

在本公开的第三方面中，提供一种用于衰减装置的方法，所述衰减装置包括装置输出节点，所述装置输出节点被配置成经由所述装置输出节点将所述衰减装置电耦合在收发器的两个收发器输出之间，所述方法包括以下步骤：在所述装置输出节点处感测共模电压；响应于所述共模电压变得大于第一参考电压或低于第二参考电压而从所述衰减装置的第一装置状态改变到所述衰减装置的第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压；当所述衰减装置处于所述第一装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第一电输出电阻；以及当所述衰减装置处于所述第二装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第二电输出电阻，所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。

在一个或多个实施例中，其中所述方法另外包括以下步骤：响应于所述共模电压变得小于所述第一参考电压但大于所述第二参考电压而从所述衰减装置的所述第二装置状态改变到所述衰减装置的所述第一装置状态。

在本公开的第四方面中，提供一种计算机程序，其包括可执行指令，所述可执行指令在由处理单元执行时使得所述处理单元实行所阐述种类的方法。

在第五方面中，一种非暂时性计算机可读介质，其包括计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由计算机执行时使得所述计算机执行操作收发器的方法，其中所述收发器包括：被配置成用于连接到CAN-BUS信号线的两个收发器端，以及衰减装置，其中衰减装置包括两个装置输出节点，其中所述衰减装置经由所述衰减装置的所述装置输出节点电耦合在所述收发器的所述收发器端之间，其中所述衰减装置被配置成响应于将大于第一参考电压或小于第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点而从第一装置状态改变到第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，其中所述衰减装置被配置成在所述第一装置状态期间在每个装置输出节点处引起第一电输出电阻，并且其中所述衰减装置被配置成在所述第二装置状态期间在每个装置输出节点处引起第二电输出电阻，其中所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻，并且其中所述方法包括：(a)在所述装置输出节点处感测共模电压；(b)响应于检测到的共模电压变得大于第一参考电压或低于第二参考电压而从所述衰减装置的第一装置状态改变到所述衰减装置的第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压；(c)当所述衰减装置处于所述第一装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第一电输出电阻；以及(d)当所述衰减装置处于所述第二装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第二电输出电阻，所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。

附图说明

当结合以下图式考虑优选实施例的以下详细描述时，可以理解本发明及其获得的许多目标、特征和优点。

图1示出了控制器局域网(CAN)的示例示意性框图。

图2示出了耦合到CAN总线104的CAN装置102的示意性框图。

图3示出了衰减装置144连接到CAN收发器108的示意性框图，所述CAN收发器108耦合到CAN测试网络。

图4示出了衰减装置144作为CAN收发器108的一部分的示意性框图，所述CAN收发器108耦合到CAN测试网络。

图5示意性地示出了衰减装置144的例子。

图6示意性地示出了信号图。

图7示意性地示出了衰减装置144的另一例子。

图8示意性地示出了衰减装置144的另一例子。

图9示意性地示出了另一信号图。

图10描绘了方法的例子的简化流程图。

具体实施方式

图1示出了包括多个CAN装置或节点102的控制器局域网(CAN)100的示例示意性框图，所述多个CAN装置或节点102各自耦合到CAN总线104。CAN总线104包括用于在多个CAN装置102之间传送差分信号的两个信号线126、128。信号线126、128还可被称为CAN BUS信号线126、128，反之亦然。CAN BUS信号线126、128还可被称为BUS信号线126、128。

图2示出了耦合到CAN总线104的CAN装置102的示意性框图。CAN装置102包括CAN控制器106和CAN收发器108。CAN收发器108可被称为收发器108，所述收发器108可被配置成与CAN总线104通信。可由例如微处理器等处理器实施CAN控制器106，所述处理器被配置成在CAN网络100内实施CAN操作协议。CAN收发器108使CAN控制器106与CAN总线104介接。在一些例子中，CAN收发器108可在不具有用于理解或实施CAN协议的电路系统的情况下操作或在用于理解或实施CAN协议的电路系统受到限制的情况下操作，并且因此与CAN控制器106的处理器相比，CAN收发器108可具有相对有限的功耗。

CAN控制器106具有发送输出114和接收输入116。CAN收发器108具有发送输入118、接收输出120和两个总线端122、124，总线端122、124也可被称为总线端口。总线端122、124耦合到CAN总线104的两个信号线126、128。CAN控制器106的发送器输出114耦合到CAN收发器108的发送输入118。CAN控制器106的接收输入116耦合到CAN收发器108的接收输出120。

CAN收发器108优选地包括发送器单元110和接收器单元112。发送器单元110可具有耦合到CAN收发器108的发送输入118的输入，以及连接到CAN收发器108的CAN总线端122、124的输出。发送器单元110可被配置成将在CAN收发器108的发送输入118处接收到的数据转换为CAN总线端122、124处用于CAN总线104的差分信号。

接收器单元112可具有耦合到CAN总线端122、124的输入以及耦合到CAN收发器108的接收器输出120的输出。接收器单元112优选地被配置成将位于CAN总线端122、124上且经由CAN总线104发送的差分信号(也被称为差模信号)转换为接收器输出120上用于CAN控制器106的数据信号。

在车辆内实施CAN网络的典型应用中，可提供大量的CAN装置102或节点。

收发器108通常用于存在电磁干扰的环境中。电磁干扰可能会在信号线126、128上引起电干扰信号。因此，经由相关联收发器端122、124耦合到信号线126、128的收发器108可能会暴露于干扰信号并受到干扰信号的影响。为了在实际应用之前更好地评估干扰信号对收发器108的操作行为的可能影响，通常会预先进行模拟和实际测试以便测试和评估CAN网络100和所连接收发器108的抗扰性。

为了测试共模电压形式的干扰对信号线126、128的影响，可以使用作为例子在图3中示意性示出的测试电路130。该测试电路130被配置成向两个信号线126、128施加共模电压。测试电路130优选地被配置成生成共模电压形式的直接功率注入(DPI)测试信号，并直接或间接地向CAN网络100的信号线126、128施加所述DPI测试信号。测试电路130还被称为DPI网络。

测试电路130包括用于接收测试信号的端131。第一测试电容器132和第一测试电阻器136的第一串联电路以及第二测试电容器134和第二测试电阻器138的第二串联电路各自连接到端131。两个串联电路背离端131的端部经由第三测试电阻器140耦合。另外，两个串联电路的这两个端部连接到共模扼流圈单元142的输入端。扼流圈单元142用于衰减共模信号，使得衰减掉共模分量的信号从扼流圈单元142的输出端输出。尽管如此，在扼流圈单元142的输出端仍可能存在剩余的共模分量。CAN网络100的信号线126、128连接到扼流圈单元142的输出端。在图3中示意性地示出的例子中，信号线126、128在简化视图中从扼流圈单元142延伸到收发器端122、124。

通过经由扼流圈单元142和信号线126、128将测试电路130耦合到收发器端122、124，测试电路的目的是在信号线126、128上生成共模电压形式的测试干扰信号并将其发送到收发器108，测试干扰信号旨在表示实际使用中由电磁干扰引起的电干扰信号。如果借助于测试电路130向信号线126、128施加对应的测试干扰信号，则可随后观察和检查收发器108的操作行为。具体地说，检查收发器108对测试干扰信号的鲁棒性。

为了提高收发器108抗共模干扰信号的鲁棒性，所述共模干扰信号可至少部分地通过扼流圈单元142并且可借助于信号线126、128到达收发器端122、124，提出了一种衰减装置144。衰减装置144包括第一输出节点146和第二输出节点148。衰减装置144可通过两个输出节点146、148直接或间接地电耦合在收发器端122、124之间。优选地，衰减装置144被配置成衰减到达收发器端122、124的共模干扰信号，使得实际到达例如收发器108的发送单元110的有用信号受到较少干扰，并且优选地由差分有用信号(具体地说，呈差模信号的形式)控制。因此，使用衰减装置144使得收发器108对可能经由信号线126，128到达收发器端122、124的共模干扰信号的鲁棒性提高。

在图3中，衰减装置144经由相关联输出节点146、148耦合到收发器端122、124，而衰减装置144不形成或无需形成收发器108的一部分。衰减装置144可被布置和/或放置在收发器108的外部。然而，图3中示出的衰减装置144的实施例仅为衰减装置144的若干可能布置或实施例中的一者。衰减装置的另一布置示出于图4中，其中衰减装置144被配置成收发器108的组件。同样在这种情况下，衰减装置的输出节点146、148电耦合到收发器端122、124。图4中示意性地示出的收发器108可因此被配置成，例如使衰减装置144作为其组件。衰减装置144的以下描述可以类似的方式参考图3中示出的衰减装置144和图4中示出的衰减装置144，在这种情况下作为收发器108的组件。

衰减装置144被配置成响应于将大于第一参考电压V1或小于第二参考电压V2的共模电压施加到装置输出节点146、148而从第一装置状态改变到第二装置状态，第二参考电压V2小于第一参考电压V1。

优选地，衰减装置144被配置成在两个输出节点146、148中的每一者处感测电压。如果在两个输出节点146、148处感测到的电压的共模分量大于第一参考电压V1或小于第二参考电压V2，则衰减装置144可被配置成自动地从第一装置状态改变到第二装置状态。衰减装置144可另外被配置成在第二装置状态下比在第一装置状态下更多地衰减施加到两个输出节点146、148中的每一者的共模电压。可选择第一参考电压V1和第二参考电压V2，使得用于发送有用信号的收发器端122、124之间的差分电压至少基本上不受影响。

因此，衰减装置144提供这样的优点，即信号线126、128上的共模电压形式的干扰可到达收发器端122、124，但可在到达时通过衰减装置144衰减。这使得收发器108的操作行为对信号线上126、128的干扰的鲁棒性提高。具体地说，在衰减装置144形成收发器108的组成部分的情况下，也提供改进的鲁棒性。

在实际研究中，发现如在衰减装置144的第二装置状态下施加的额外衰减不一定必须在时间上连续地起作用。确切地说，可通过适当选择第一参考电压V1和第二参考电压V2来选择从第一装置状态到第二装置状态的改变，以确保对信号线126、128上共模电压形式的干扰的鲁棒性与由于信号线126、128上的信号衰减而引起的电功率降低之间的适当权衡。

衰减装置144被配置成在第一装置状态期间在每个装置输出节点处引起第一电输出电阻并且在第二装置状态期间在每个装置输出节点处引起第二电输出电阻，其中第二输出电阻小于第一个输出电阻。输出电阻优选地被理解为电阻。第一电输出电阻因此还可被称为第一电阻。然而，该电阻在下文中被称为输出电阻，因为输出电阻可作用于相应节点。换句话说，在第一装置状态下于每个装置输出节点上发现的电阻可被称为第一输出电阻，并且在第二装置状态下于每个装置输出节点上发现的电阻可被称为第二输出电阻。如果网络连接到相应的装置输出节点，则电阻还可作用于该网络上，具体地说以便衰减共模干扰。装置输出节点优选地是指衰减装置的被配置成电连接到衰减装置外部的网络的节点。在第一装置输出节点和第二装置输出节点中的每一者处引起的电阻优选地是指相应装置输出节点与参考电位之间的电阻，参考电位优选地是接地电位或其它预定电压电位。因此，当提及引起电阻，具体地说提及引起第一电阻或引起第二电阻时，可指在相应的相关联装置输出节点与参考电位之间显示电阻。可通过经由例如电阻器、电容器和/或线圈等电组件在相应的装置输出节点与参考电位之间建立导电连接来实现显示相应电阻，这些电组件单独地或共同地形成和/或包括相应电阻。相应电连接的建立可切换，例如通过闭合或断开集成在相应电连接中的开关。开关可由半导体开关(具体地说，呈晶体管的形式)形成。如果开关闭合，则由此引起和/或显示相应电阻。如果开关再次断开，则出现不再引起和/或显示相应电阻的效果。第一输出电阻可由第一阻抗形成。第二输出电阻可由第二阻抗形成。在例子中，优选地规定，第一阻抗和第二阻抗各自基本上以欧姆电阻为特征。因此，本公开优选地提及第一输出电阻和第二输出电阻。然而，这优选地不排除在第一装置状态下第一阻抗正起作用，这包括第一输出电阻。因此，在第二装置状态下，优选地不排除第二阻抗正起作用，这包括第二输出电阻。

可将第一输出电阻选择为特别高，使得由处于第一装置状态的衰减装置144对两个输出节点146、148或收发器端122、124引起特别低的信号衰减。另一方面，可将第二输出电阻选择为足够低，以便特别有效地衰减分别施加到两个输出节点146、148和收发器端122、124中的两者的共模电压。为了引起更好的衰减，第二输出电阻小于第一输出电阻。优选地，第二输出电阻足够低，以便充分衰减两个收发器端122、124中的每一者处的共模电压以确保收发器108处的无干扰错误操作。第一输出电阻和第二输出电阻可各自由电阻器形成或成形。然而，第一输出电阻和第二输出电阻还可另外地或替代地各自由用作电阻器的有源元件形成。此类有源元件的例子包括晶体管或半导体电路。第一输出电阻和第二输出电阻可替代地或另外地各自由电阻抗形成。

假设在收发器端122、124或输出节点146、148中的每一者处没有共模电压或只有非常小的共模电压，则需要衰减装置144保持在第一装置状态或改变到第一装置状态。非常小的共模电压可以是与差模电压相比非常小以表示显性位的共模电压，例如非常小的共模电压可比差模电压小至少一个数量级电压以表示显性位。实际上，假设没有共模电压或只有小共模电压，通常可认为不太可能引起收发器108的操作行为的故障。因此，衰减装置144优选地被配置成当施加到装置输出节点的共模电压小于第一参考电压V1但大于第二参考电压V2时在第一装置状态下操作，(或者当施加到装置输出节点的共模电压恢复为小于第一参考电压V1但大于第二参考电压V2时从第二装置状态改变回第一装置状态)。假设向输出节点146、148施加介于两个参考电压V1、V2之间的共模电压，则可优选地由衰减装置144自动执行到第一状态的改变。

图5示出了根据本公开的用于衰减共模干扰信号的衰减装置144的示意性例子。衰减装置144包括两个装置输出节点146、148，其被配置成经由装置输出节点146、148将衰减装置144电耦合在收发器108的两个收发器端122、124之间。在此例子中，衰减装置144还包括具有第一分支166和第二分支168的电路145。第一分支166从第一装置输出节点146延伸通过第一电阻器150和第一二极管154到达电路145的第一参考电压节点162，并且从第二装置输出节点148延伸通过第二电阻器152和第二二极管156到达电路145的第一参考电压节点162。第二分支168从所述第一装置输出节点146延伸通过第一电阻器150和第三二极管158到达电路145的第二参考电压节点164，并且从所述第二装置输出节点148延伸通过第二电阻器152和第四二极管160到达第二参考电压节点164。

衰减装置144的电路145的第一输出节点146可电连接到收发器端122。衰减装置144的电路145的第二输出节点148可电连接到收发器端124。所述两个连接可实现衰减装置144到收发器端122、124的所要电耦合。

可向第一参考电压节点162施加第一参考电压V1。可向第二参考电压节点164施加第二参考电压V2。

第一分支166如下地起作用：在共模电压形式的干扰信号施加到信号线126、128的情况下，此共模电压大于第一参考电压V1，在第一输出节点146与第一参考电压节点162(第一参考电压V1施加到其)之间生成电压降，使得第一二极管154处于正向偏压。电流因此流过第一电阻器150并因此衰减第一输出节点146处的共模电压。基于干扰的共模电压以类似方式施加到电路145的第二输出节点148，使得在第二输出节点148与第一参考电压节点162之间生成电压降，从而使得第二二极管156也处于正向偏压。因此，电流因此也流过第二电阻器152并衰减第二输出节点148处的共模电压。因此，共模电压同时在两个输出节点146、148处衰减，只要共模电压大于第一参考电压V1即可。

电路145的第二分支168如下地起作用：假设共模电压形式的干扰信号施加到信号线126、128，此共模电压小于第二参考电压V2，在第一输出节点146与第二参考电压节点164(第二参考电压V2施加到其)之间生成电压降，使得第三二极管158处于正向偏压。电流因此流过第一电阻器150且因此衰减第一输出节点146处的共模电压。共模电压以类似方式施加到电路145的第二输出节点148，使得在第二输出节点148与第二参考电压节点164之间生成电压降，从而使得第四二极管160也处于正向偏压。因此，第二电阻器152起作用并衰减第二输出节点148处的共模电压。因此，共模电压同时在两个输出节点146、148处衰减，只要共模电压小于第二参考电压V2即可。

在共模电压大于第二参考电压V2但小于第一参考电压V1的情况下，第一分支166和第二分支168不起作用，使得没有电流流动。

在图6的上半部分，电压V相对于时间t进行绘制，并示出了表示信号线126、128上的干扰信号的例子的共模电压的正弦波形，其中正弦波形的幅度旨在表示在两个收发器端122、124中的每一者处具有相同电压(参考至接地-未示出)。应注意，由正弦波形表示的共模电压并不旨在必然表示实际共模电压的实际波形，而是用于说明衰减装置144的装置状态变化。如果遵循正弦共模电压的时间过程，则共模电压在时间t1达到对应于第一参考电压V1的电压电平。由此，装置状态改变到第二装置状态，使得在两个输出节点146、148中的每一者处引起第二输出电阻。第二输出电阻小于第一输出电阻。在示意性地相对于时间t绘制输出电阻R的图6的下半部分，从(较大)第一输出电阻到(较小)第二输出电阻的转变示出于示意性例子中，转变发生在从第一装置状态到第二装置状态的转变发生时。只要根据正弦波形的共模电压大于第一参考电压V1，两个输出节点146、148处的效果就保持不变，即(较小)输出电阻(呈第二电阻的形式)作用于两个输出节点，从而实现更高的衰减效果。

应了解，由于参考电压V1优选地以与共模电压相同的接地(或本机接地)电平为参考，因此由图5所示的电路145的例子中的第一电阻器150在第一输出节点146处引起第二输出电阻。另一方面，在第二输出节点148处，由图5所示的电路145的例子中的第二电阻器152引起第二输出电阻。因此，在两个输出节点146、148中的每一者处，电阻器150、152分别用以引起第二输出电阻。

图6的上半部分中示意性地示出的正弦波形还示出了t2与t3之间的时段，在所述时段内共模电压的电压电平介于第一参考电压V1与第二参考电压V2之间。在此时段期间，在图5的示例电路145中，二极管154、156、158、160中无一者处于正向偏压。确切地说，所有所述二极管154、156、158、160都处于逆转方向，使得二极管154、156、158、160的相应相关联逆转电阻确定或基本上影响第一输出电阻。第一输出电阻因此在第一输出节点146与第一参考电压V1和/或第二参考电压V2之间起作用。相同的第一输出电阻还在第二输出节点148与第一参考电压V1和/或第二参考电压V2之间起作用。因此，在两个输出节点146、148中的每一者处，电路145且具体地说二极管154、156、158、160分别起作用以引起第一输出电阻。在其中共模电压介于第一参考电压V1与第二参考电压V2之间的t2与t3之间的时段内，该(相对于第二输出电阻相对较高的)第一输出电阻也示意性地示出于图6的下半部分中。

为了根据众所周知的CAN协议通过信号线126、128发送有效负载数据，在信号线126、128之间生成差分电压信号，其中0V的电压差表示隐性位并且1.2V与3V之间的电压差表示显性位。两个信号线126、128中的每一者中的电压通常介于0V与5V之间。因此已发现第一参考电压高于5V且第二参考电压低于0V的情况是有利的，以免对有效负载数据的发送产生不利影响。例如，可假设第一参考电压高于10V、15V或20V。此外，例如可假设第二参考电压小于-5V、-10V、-15V或-20V。对第一参考电压和第二参考电压的指定限制优选地不被认为是决定性的。特别是考虑到表示有效负载数据的电压电平可能改变或选择不同的事实，以适当的方式提供第一参考电压和第二参考电压以适应这种变化。

参考图5，先前已解释了向第一参考电压节点162施加第一参考电压以及向第二参考电压节点164施加第二参考电压。此处仅作为预防措施提及，为了更简单的考虑，忽略通常可在二极管当中沿正向方向下降的电压。然而，如结合图5和6所解释的，前述基本原理在详细考虑正向电压时不会改变。作为基本原理说明的一部分，例如解释了当第一输出节点146处的电压高于第一参考电压节点162处的第一参考电压时，二极管154处于正向偏压。同时，二极管158处于逆转方向。因此，在衰减装置的例子中，第一二极管154和第二二极管156的阴极各自耦合到第一参考电压节点162，并且第三二极管158和第四二极管160的阳极各自耦合到第二参考电压节点164。

在衰减装置144的另一例子中，可假设第一二极管154和第二二极管156各自经由其相应阴极直接或间接地电连接到第一参考电压节点162。原则上，可使用相应的直接电连接。然而，也可能使第一参考电压节点162与第一二极管154和第二二极管156的阴极的耦合可切换。这同样适用于相对于第二参考电压节点164的第三二极管158和第四二极管160。此处，第三二极管158和第四二极管160也可以直接或间接地电连接到第二参考电压节点164。因此，原则上，可在每种情况下应用直接电连接。然而，也可能使第二参考电压节点与第三二极管158和第四二极管160的阳极的耦合可切换。所述可切换连接可允许启用或停用衰减装置144。

在如图7示意性地示出的衰减装置144的另一例子中，可假设第一分支166包括第一晶体管170，第一二极管154和第二二极管156通过所述第一晶体管170可切换地耦合到第一参考电压节点162，并且其中第二分支168包括第二晶体管172，第三二极管158和第四二极管160通过所述第二晶体管172可切换地耦合到第二参考电压节点164。第一晶体管170优选地被设计为PMOS。第二晶体管172优选地被设计为NMOS。

优选地，第一晶体管170的源极节点连接到第一二极管154和第二二极管156的阴极。优选地，第一晶体管170的栅极节点电连接到第一参考电压节点162。第一晶体管170的漏极节点优选地电连接到参考电位，具体地说电接地。在此例子中，尽管第一二极管154和第二二极管156的阴极经由第一晶体管170耦合到第一参考电压节点162，但在第一晶体管170的任何开关状态下，第一二极管154和第二二极管156的阴极与第一参考电压节点162之间不存在直接电连接。第一二极管154和第二二极管156的阴极与第一参考电压节点162的耦合可因此被配置为间接耦合。经由第一参考电压节点施加到第一晶体管170的栅极节点的第一参考电压可用于确定第一晶体管170的开关状态，以便将第一晶体管170的漏极节点(因此优选地参考电位，具体地说接地)电连接到第一晶体管170的源极节点，或者使第一晶体管170的漏极节点与第一晶体管170的源极节点以电气方式断开连接。可通过第一晶体管170的源极节点与第一晶体管170的栅极节点之间的电压降确定第一晶体管170的开关状态。经由可借助于第一参考电压节点162施加到第一晶体管170的栅极节点的第一参考电压，因此可确定第一晶体管170的开关行为。第一参考电压因此也可用于确定衰减装置144何时从第一装置状态改变到第二装置状态以在第一输出节点146处引起第二输出电阻。

第二晶体管172的栅极节点优选地电连接到第二参考电压节点164。第二晶体管172的漏极节点优选地电连接到同一参考电位，具体地说电接地。在此例子中，虽然第三二极管158和第四二极管160的阳极经由第二晶体管172耦合到第二参考电压节点164，但在第二晶体管172的任何开关状态下，第三二极管158和第四二极管160的阳极与第二参考电压节点164之间不存在直接电连接。第三二极管158和第四二极管160的阳极与第二参考电压节点164的耦合可因此被配置为间接耦合。经由第二参考电压节点施加到第二晶体管172的栅极节点的第二参考电压可用于确定第二晶体管的开关状态，以便将第二晶体管的漏极节点(因此优选地参考电位，具体地说接地)电连接到第二晶体管的源极节点，或者使第二晶体管的漏极节点与第二晶体管的源极节点以电气方式断开连接。可通过第二晶体管的源极节点与第二晶体管的栅极节点之间的电压降确定第二晶体管的开关状态。经由可借助于第二参考电压节点164施加到第二晶体管172的栅极节点的第二参考电压，因此可确定第二晶体管172的开关行为。第二参考电压因此也可用于确定衰减装置144何时从第一装置状态改变到第二装置状态以在第二输出节点146处引起第二输出电阻。

在衰减装置144的另一例子中，衰减装置144被配置成被启用或停用，并且其中衰减装置144被配置成仅当衰减装置144被启用时执行从第一装置状态到第二装置状态的改变；并且其中衰减装置当被停用时始终处于第一装置状态。

假设衰减装置144被停用，则防止衰减装置144从第一装置状态改变到第二装置状态。因此，启用或停用衰减装置144可用于确定衰减装置何时衰减信号线126、128上的共模电压形式的可能干扰信号。可例如经由两个晶体管170、172的栅极节点执行衰减装置144的启用或停用。例如，如果在通过信号线126、128发送有效负载信号的时段内不需要衰减装置144的影响，则可在所述时段内停用衰减装置144。

在另一例子中，衰减装置144可包括控制输入，所述控制输入被配置成从收发器108接收控制信号，所述控制信号基于可由收发器108接收的数字输入信号，并且其中衰减装置144被配置成根据控制信号执行从第一装置状态到第二装置状态的改变。

除非衰减装置144形成收发器108的组成部分，否则控制信号可经由控制线从收发器108发送到衰减装置144的控制输入。然而，如从图4可示意性地看出，衰减装置144也可能形成收发器108的组成部分。在这种情况下，控制信号可经由衰减装置144的控制输入在收发器108内内部发送到衰减装置。因此，控制信号也可被理解为内部控制信号。

对于有效负载信号的发送，通常根据CAN协议通过信号线126、128之间的相应差分电压信号发送显性位和隐性位的序列。收发器108通常被配置成使得为了传输显性位，使收发器端122、124处的输出阻抗为低阻抗。为了发送隐性位，收发器108通常被配置成使收发器端122、124为高阻抗。在实际研究中，已发现在从显性位改变为隐性位期间和/或在紧接在改变为隐性位之后的阶段期间，信号线126、128上可能会发生电容和/或电感效应。收发器108通常包括被配置成接收发送信号(TX信号)的发送输入118。此发送信号可以是可由收发器108接收的数字输入信号。基于发送信号，可确定从显性位改变为隐性位和/或紧接在改变为隐性位之后的阶段的定时。收发器108和/或衰减装置144可被配置成执行这一确定。在一个例子中，收发器108可基于收发器108发送到衰减装置144的控制输入的所发送信号生成控制信号，以在所需的时间间隔启用或停用衰减装置144。然而，在另一例子中，衰减装置144也可以经由控制输入从收发器108接收转发的发送信号作为控制信号，并且衰减装置144本身被配置成基于相应的控制信号在所需的时间被启用或停用。

在另一例子中，衰减装置144可被配置成根据控制信号控制第一晶体管170和第二晶体管172以启用或停用衰减装置144。

例如，衰减装置144可被配置成被停用，以将两个晶体管170、172中的每一者设置为关断型开关状态。这可有效地防止在输出节点146、148与参考电位(具体地说接地)之间进行直接电连接。

此外，衰减装置144可被配置成出于启用目的而向连接到第一晶体管170的栅极节点的第一参考电压节点162施加第一参考电压。第一晶体管170的漏极节点优选地连接到接地(或本机接地)。另外，衰减装置144可被配置成出于启用目的而向连接到第二晶体管172的栅极节点的第二参考电压节点164施加第二参考电压。第二晶体管172的漏极节点优选地连接到接地(或本机接地)。因此优选地，假设衰减装置144被配置成在启用衰减装置144后将第一参考电压施加到第一晶体管170的栅极并且将第二参考电压172施加到第二晶体管172的栅极。

图8中示意性地示出衰减装置144的另一例子。衰减装置144基于先前解释，具体地说涉及图7的解释。

对于图8所示的例子，假设对于衰减装置144，衰减装置144的电路包括第三分支174和第四分支176。第三分支174包括第三晶体管178、第三电阻器180和第五二极管182的串联连接，其中第三分支174的端部Va、Vb连接到电压源，所述电压源被配置成在第三分支174两端施加预定义电压第四分支176包括第四晶体管184、第四电阻器186和第六二极管188的串联连接，其中第四分支176的端部Vc、Vd连接到另一或同一电压源，所述另一或同一电压源被配置成在第四分支176两端施加另一或同一预定义电压。另外，衰减装置144被配置成根据控制信号控制第三晶体管178和第四晶体管184，其中第一晶体管170耦合到第三分支174使得根据第三晶体管178的开关状态控制第一晶体管170，并且其中第二晶体管172耦合到第四分支176使得根据第四晶体管184的开关状态控制第二晶体管172。

还优选地假设第一晶体管170的栅极节点电连接到第一参考电压节点162，所述第一参考电压节点162优选地在第三分支174中配置在第三电阻器180与第五二极管182之间。通过在第三分支174的端部Va、Vb以及第三电阻器180处选择适当的电压电位，可以设置第一参考电压。通过接通或关断第三晶体管178，可根据第一参考电压启用或停用装置状态是否发生变化。

还优选地假设第二晶体管172的栅极节点电连接到第二参考电压节点164，所述第二参考电压节点164优选地在第四分支176中配置在第四电阻器186与第六二极管188之间。通过在第四分支176的端部Vc、Vd以及第四电阻器186处选择适当的电压电位，可以设置第二参考电压。第四晶体管184可用于根据第二参考电压启用或停用衰减装置144的装置状态是否发生变化。

如前所述，当收发器108切换以表示信号线126、128上的隐性位时，发送器108的收发器端122、124上的输出阻抗变为高欧姆。由于发送器输出的可能寄生电容和可能所连接电容器(所谓的EMI电容器)之间的差分电压(用于表示显性位)的稳定，可能在4.7nF范围内，因此差分电压降至零可能需要几百纳秒(从而从显性位表示改变为隐性位表示)。为了提高收发器108的鲁棒性，可能希望减少从表示显性位到表示隐性位的转变的稳定时间。在研究期间，发现当表示隐性位的阶段开始时电容效应减小时，收发器108的鲁棒性可提高。因此，仅在从表示显性位的阶段(也被称为显性阶段)转变到表示隐性位的后续阶段(也被称为隐性阶段)之后，会发生易受攻击的时间窗口。因此，启用衰减装置的优选时段是当收发器将其在收发器端122、124处的输出从表示显性位切换为表示隐性位时，并且优选地此后的较短时段。随后，衰减装置144可自动地改变回第一状态。

在优选地包括衰减装置144的收发器108的例子中，收发器108被配置成在数字输入信号表示显性位和后续隐性位的位序列时，在收发器端122、124处生成也表示位序列的CAN BUS信号，其中收发器108被配置成在收发器端122、124中的每一者处为显性位耦合第三电阻。此外，收发器108可被配置成在收发器端122、124中的每一者处为隐性位耦合第四电阻，其中第三电阻小于第四电阻，其中由衰减装置144在第二装置状态下在每个装置节点146、148处引起的第二电阻大于第三电阻但小于第四电阻，并且其中收发器108被配置成经由控制信号控制衰减装置144，使得在与CAN BUS信号中的隐性位相关联的时间间隔开始时的预定时段内使衰减装置144处于活动状态。

在各种例子中，预定时段可为至多1000纳秒、至多500纳秒或至多200纳秒。在另一例子中，预定时段可为至少10纳秒、至少25纳秒或至少50纳秒。在另一例子中，预定时段可为约100纳秒。

在图9的上半部分中，示出了发送信号的示例性和示意性信号模式，表示从显性位到隐性位再到显性位的转变。在图9的下半部分中，示例性且示意性地示出了在两个收发器端122、124中的每一者处的优选电作用电阻R(其可由衰减器的输出电阻控制)。

只要发送信号表示显性位，两个收发器端122、124中的每一者处就会有较小阻抗。为了防止作用在两个收发器端122、124处的阻抗在从显性位改变为隐性位时立即变为高阻抗，在有利例子中假设衰减装置144至少在其中将在收发器端122、124处表示隐性位的时段的初始阶段期间，处于活动状态持续预定时间。假设收发器端122、124处的共模电压大于第一参考电压或小于第二参考电压，则活动中的衰减装置144可使得第二输出电阻作用在收发器端122、124中的每一者处。此第二输出电阻优选地大于用于表示显性位的小电阻，且优选地小于用于表示隐性位的电阻。因此，假设第二输出电阻在初始阶段起作用，则第二电阻可使得信号线126、128上的干扰信号快速衰减，这提高了收发器108对信号线126、128上的干扰信号的鲁棒性。

根据本公开的另一例子，在图10中示意性地示出用于衰减装置144的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在装置输出节点146、148处感测共模电压；

(b)响应于共模电压变得大于第一参考电压或低于第二参考电压而从衰减装置144的第一装置状态改变到衰减装置144的第二装置状态，第二参考电压小于第一参考电压；

(c)当衰减装置144处于所述第一装置状态时，在装置输出节点146、148中的每一者处引起第一电输出电阻；以及

(d)当衰减装置144处于第二装置状态时，在装置输出节点146、148中的每一者处引起第二电输出电阻，第二输出电阻小于第一输出电阻。

尽管本文中所公开的所描述实施例侧重于装置及其使用方法，但本发明不一定限于本文中示出的示例实施例。

上文已关于特定实施例描述了益处、其它优点和对问题的解决方案。然而，这些益处、优点、对问题的解决方案以及可能使任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的任何元素不应被理解为任何或所有权利要求的元素的重要、必要或基本特征。如本文中所使用，术语“包括(comprises/comprising)”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性的包括，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或设备不仅包括那些元素，还可以包括没有明确列出或此类过程、方法、物品或设备所固有的其它元素。

Claims (10)

1.一种用于CAN收发器的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置包括：两个装置输出节点，所述两个装置输出节点被配置成经由所述装置输出节点将所述衰减装置电耦合在所述CAN收发器的两个收发器端之间，其中所述衰减装置被配置成响应于将大于第一参考电压或小于第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点而从第一装置状态改变到第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压，其中所述衰减装置另外配置成在所述第一装置状态期间在每个装置输出节点处引起第一电输出电阻，并且其中所述衰减装置被配置成在所述第二装置状态期间在每个装置输出节点处引起第二电输出电阻，其中所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。

2.根据权利要求1所述的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置被配置成响应于将小于所述第一参考电压但大于所述第二参考电压的共模电压施加到所述装置输出节点而从所述第二装置状态改变到所述第一装置状态。

3.根据在前的任一项权利要求所述的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置包括具有第一分支和第二分支的电路，其中所述第一分支从第一装置输出节点延伸通过第一电阻器和第一二极管到达所述电路的第一参考电压节点，并且从第二装置输出节点延伸通过第二电阻器和第二二极管到达所述电路的所述第一参考电压节点；并且其中所述第二分支从所述第一装置输出节点延伸通过所述第一电阻器和第三二极管到达所述电路的第二参考电压节点，并且从所述第二装置输出节点延伸通过所述第二电阻器和第四二极管到达所述第二参考电压节点。

4.根据在前的权利要求所述的衰减装置，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管的阴极各自耦合到所述第一参考电压节点，并且所述第三二极管和所述第四二极管的阳极各自耦合到所述第二参考电压节点。

5.根据在前的权利要求3至4中任一项所述的衰减装置，其特征在于，所述第一分支包括第一晶体管，所述第一二极管和所述第二二极管通过所述第一晶体管可切换地耦合到所述第一参考电压节点，并且其中所述第二分支包括第二晶体管，所述第三二极管和所述第四二极管通过所述第二晶体管可切换地耦合到所述第二参考电压节点。

6.根据在前的任一项权利要求所述的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置被配置成被启用或停用，并且其中所述衰减装置被配置成仅当所述衰减装置被启用时执行从所述第一装置状态到所述第二装置状态的所述改变，并且其中所述衰减装置被配置成当被停用时始终处于所述第一装置状态。

7.根据在前的权利要求所述的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置包括控制输入，所述控制输入被配置成从所述CAN收发器接收控制信号，所述控制信号基于能由所述CAN收发器接收的数字输入信号，并且其中所述衰减装置被配置成根据所述控制信号执行从所述第一装置状态到所述第二装置状态的所述改变。

8.根据当依据权利要求5时的权利要求7所述的衰减装置，其特征在于，所述衰减装置被配置成根据所述控制信号控制所述第一晶体管和所述第二晶体管，以启用或停用所述衰减装置。

9.一种收发器，其特征在于，包括被配置成用于连接到CAN-BUS信号线的两个收发器端，以及根据在前的任一项权利要求所述的衰减装置，所述衰减装置经由所述衰减装置的所述装置输出节点电耦合在所述收发器的所述收发器端之间。

10.一种用于衰减装置的方法，所述衰减装置包括装置输出节点，所述装置输出节点被配置成经由所述装置输出节点将所述衰减装置电耦合在收发器的两个收发器端之间，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)在所述装置输出节点处感测共模电压；

(b)响应于所述共模电压变得大于第一参考电压或低于第二参考电压而从所述衰减装置的第一装置状态改变到所述衰减装置的第二装置状态，所述第二参考电压小于所述第一参考电压；

(c)当所述衰减装置处于所述第一装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第一电输出电阻；以及

(d)当所述衰减装置处于所述第二装置状态时，在每个所述装置输出节点处引起第二电输出电阻，所述第二输出电阻小于所述第一输出电阻。

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