本文将详细讲解如何在CAN和CAN FD网络中进行故障排除和故障隔离

CAN系统中所出现的通信问题，以及由此导致的系统故障，可能有多种原因。新安装的系统，可以轻松定位并排除典型的故障源，通常能够快速找出问题原因。但是，如果在初步检查后原因仍不明确，或者问题偶尔出现，则需要采用结构化方法。原因在于，现代系统的复杂性和大量可能的错误源增加了故障隔离和排除的难度。

相对故障频率：

观察故障频率可以发现，大多数故障都与网络实施情况和系统环境有关。应用程序实施不佳也会导致系统故障，但在使用成熟的标准组件时很少发生这种情况。因此，对于系统性的故障定位，需重点关注CAN总线系统设计是否正确以及是否消除了外部干扰源。经验表明，在设备连接并且新系统启动后，只需进行目视检查即可发现并纠正大部分故障。如果此项操作不成功，通常需要使用测量设备和分析工具来进一步定位并排除故障。

快速检查你的CAN网络：

在基本CAN总线架构中，如何不使用测量设备进行快速简单的目视检查，主要分为以下三步骤：

1. CAN总线的线型拓扑结构是否整洁，或分支线是否过长。

2.CAN(FD)总线的终端电阻是否正确。

3.是否超出了最大总线长度

4.是否超出了最大节点数

5.所有连接是否正确

6.电缆屏蔽层是否正确接地

7.是否存在影响信号传输的特殊因素

使用专用的CAN网络测量工具确定网络故障：

如果在完成上述步骤后仍无法找到并消除故障，则需使用如下所述的测量工具来检查电缆参数并评估信号质量。进一步检查的步骤顺序可能因情况而异，并且与可用的工具和测量结果有关。因此，下文描述的顺序仅为示例，实际情况可能有所不同。

测试CAN总线系统可能用到的工具包括：示波器（仅信号测量）、Ixxat CANcheck（接线错误、信号电平、电缆参数和错误帧）和带有PC接口的Ixxat canAnalyser（显示传输的消息和错误帧）。

1.在系统关闭状态下测量 – 检查电缆参数：

• 线路阻抗，必须为120欧姆（线缆必须有双绞信号线[CAN_High, CAN_Low]）
• 电缆屏蔽层的接地连接（低阻抗，仅在线路的一侧）
• 线路电阻(< 70 m 欧姆/m)
• 总线两端的信号线均通过120 欧姆 实现端接

2.在系统开启状态下测量 – 检查电压值和信号：

• 反向信号线（CAN_High和CAN_Low）会导致与受影响节点的通信出现问题
• 传输报文的共模电压（根据标准，显性信号电平必须介于1.5 V和3 V之间。对于共模电压，VCANL必须高于 -2 V，VCANH必须低于7 V。）
• 协议错误和错误帧
• 总线负载 – 每个时间单位的报文（理想情况下应该小于40%）

3.电位差和接地回路

• 特别是在大型系统中，电位差和接地回路会影响通信，甚至导致节点故障。由于电位差而流过数据线的电流通常会引起信号噪声，在最坏情况下会导致通信错误。
• 通过确定CAN_High和CAN_Low的对地电压，可以测定电位差。
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可以采用简单的补救措施，即对节点进行电气隔离，或使用CAN网桥或中继器对系统进行电气隔离分段。

后续我们将继续从信号干扰、故障定位隔离和通讯信号内容等方面继续为大家讲解CAN网络故障的排除办法。