2021年中国全年共实施232次汽车召回

最近有很多关于CAN信号的时间延迟和延迟测量的讨论，所以我想到了在CAN总线网络的不同位置观察CAN总线的信号延迟。CAN信号的结构在双绞线的任何位置都一样吗？信号都同步了吗？

事实上，信号在CAN总线上传输时，不可避免地会有时间延迟，这与双绞线的长度有关。当然也和CAN信号的传输速率有关，但是传输速率已经接近光速，延迟已经尽可能的降低了。

假设CAN信号通过总线网络从换档杆传输到同一网络中的其他控制模块。因为这些控制模块位于不同的位置，要经过接线盒、连接器、插头、弯线，传输距离很长。这些都会影响CAN信号的阻抗，CAN信号在小电流传输时对细微的阻抗变化很敏感，虽然CAN总线抗干扰能力很好。

CAN总线的信号传输存在一定的延迟是正常的，只要延迟在一定的标准范围内。在大多数情况下，它不会导致其他故障问题。但是对CAN总线网络不同位置的信号延迟进行测量和分析是很有帮助的！接下来我们将结合红柯的Pico示波器、PicoScope软件的DeepMeasure功能和EXCEL绘制CAN总线的信号延迟图。

如图1所示，通道A和B是在变速杆处测量的CAN高和CAN低信号，通道C和D是在FEM处测量的CAN高和CAN低信号。为了减少噪声干扰，我们使用TA375高阻抗探头(10倍衰减)，有助于准确测量CAN总线的信号延迟。更多信息，请访问以下帖子:高阻抗探头TA375测量CAN和FlexRay。

我还添加了数学通道A-B(紫色)和数学通道C-D(青色)，它们是变速杆和FEM的差分信号波形。

图一。两个位置的CAN信号

将所有通道的零刻度线移到同一位置，放大一个周期的一个字节波形，如图2所示。

图2

继续放大波形的上升沿位置，然后拖动时间标尺，测得约70纳秒的延迟，如图3所示。

图3

请记住，这款车的CAN总线网络是正常的，图3中的信号延迟在正常可接受范围内。但是，我们只测量某个周期内一个CAN字节的上升沿波形。使用DeepMeasure功能，可以测量所有周期信号的开始时间和结束时间。更多关于DeepMeasure的功能，请访问以下论坛帖子:[新功能]DeepMeasure。

图4。深度测量设置

如图4所示，我们使用数学通道A-B的深度测量功能，并且仅在缓冲器18中测量，周期阈值设置为1V，周期延迟设置为40mV。数学通道C-D具有相同的参数设置。有三点需要注意:

最初捕获波形时需要l触发器，因为每个通道都是参照触发点定位的。我们在图1中通道A的上升沿设置一个触发器，阈值设置为3V。

Ldeepmeau衡量的是每个周期的开始时间和结束时间，而不是字节，一个周期包含主导字节和不可见字节。从前一个主字节的上升沿到阈值1V (3.1ns)，再到下一个主字节的上升沿到1V(10.0μs)，此周期被视为一个周期，如图5所示。

图5。循环期

l换档杆深度测量和FEM测量的循环数不同。理论上，它应该是相同的循环数，但在变速杆上有195个循环，在FEM上有197个循环。如图6所示，这可能是一个错误吗？

图6。循环数的个数不一样。

利用软件的放大功能观察两个差分通道波形，可以看到两个波形是同步的，直到循环周期140-143。然而，在周期144中，出现延迟，这导致波形不同步，如图7所示。

图7。信号延迟

放大图8中所示的环路144，我们发现在数学通道C-D上有一个负的过冲微分信号，导致一个额外的尖峰，这在数学通道A-B上不是这种情况..还是那句话，这车的CAN网络是正常的，这里不是故障，但确实反映了不同模块位置CAN信号的不同。如果遇到CAN总线网络故障的汽车，可以使用上述方法进行诊断分析。

图8。第144周的峰值干扰信号。

这也表明我们需要修改数学通道C-D的DeepMeasure参数设置。我们将阈值提高到1.3V，同时，我们对D通道信号使用6MHz低通滤波器。现在144之后的循环是同步的，如图9所示。

图9。修改周期阈值

现在，两个DeepMeasure表的周期数是相同的，我们可以将两个表的数据导出到EXCEL表中，如图10所示。那我们可以……根据导出数据中的开始时间绘制折线图，并比较两个不同位置的信号。

图10。导出数据

下面的视频介绍了软件设置，导出到EXCEL，绘图的过程。欢迎下载观看:

在图11中，我将两个DeepMeasure表测得的开始时间绘制成折线图，可以看到两个折线图几乎重合，周期数相同。

0

图11。相同的循环次数

为了对比，我还把前面两个表中循环数不同的数据导出到EXCEL中。此时，由于信道C-D上的峰值干扰，低阈值设置导致信号不同步，如图8所示。同样，将两个表格数据中的开始时间绘制成折线图，如图12所示，可以看到两条虚线不同步，但不明显。

1

图12。不同的循环次数

为了更清楚地看到异步现象，我们调整Y轴的范围，如图13所示。现在可以清楚地看到，在第148周左右，两条折线明显分开。

2

图13。信号不同步

请注意，为了避免测试方法对信号观察和分析的影响，建议我们注意以下几点:

1.使用高阻抗TA499/TA375探针；

2.确保接地良好，不要延长测试线；

3.尽量直接接ECU引脚，尽量不用电线，不要用针刺破线缆；

4.避免电磁干扰，保持电池处于正常状态。

通常，如果达到以上几点，就不需要采用低通滤波功能和修改周期阈值。

DeepMeasure功能可以自动测量多达一百万个波形周期的重要波形参数，并可以轻松地将结果分类、分析和关联到波形显示中。这比使用缩放功能一次测量一个周期要方便和准确得多。

最后给大家分享一个马自达CAN总线的案例，这里有很多通信网络故障:和技术的朋友见面。图14揭示了该马自达汽车在同一CAN网络的不同位置具有灾难性的异步通信故障。根据DeepMeasure测得的数据，图15清楚地显示两条虚线是分开的。

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图14。马自达通讯故障

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图15。CAN周期错误，信号不同步。最近有很多关于CAN信号的时间延迟和延迟测量的讨论，所以我想到了在CAN总线网络的不同位置观察CAN总线的信号延迟。CAN信号的结构在双绞线的任何位置都一样吗？信号都同步了吗？

事实上，信号在CAN总线上传输时，不可避免地会有时间延迟，这与双绞线的长度有关。当然也和CAN信号的传输速率有关，但是传输速率已经接近光速，延迟已经尽可能的降低了。

假设CAN信号通过总线网络从换档杆传输到同一网络中的其他控制模块。因为这些控制模块位于不同的位置，要经过接线盒、连接器、插头、弯线，传输距离很长。这些都会影响CAN信号的阻抗，CAN信号在小电流传输时对细微的阻抗变化很敏感，虽然CAN总线抗干扰能力很好。

CAN总线的信号传输存在一定的延迟是正常的，只要延迟在一定的标准范围内。在大多数情况下，它不会导致其他故障问题。但是对CAN总线网络不同位置的信号延迟进行测量和分析是很有帮助的！接下来我们将结合红柯的Pico示波器、PicoScope软件的DeepMeasure功能和EXCEL绘制CAN总线的信号延迟图。

如图1所示，通道A和B是在变速杆处测量的CAN高和CAN低信号，通道C和D是在FEM处测量的CAN高和CAN低信号。为了减少噪声干扰，我们使用TA375高阻抗探头(10倍衰减)，有助于准确测量CAN总线的信号延迟。更多信息，请访问以下帖子:高阻抗探头TA375测量CAN和FlexRay。

我还添加了数学通道A-B(紫色)和数学通道C-D(青色)，它们是变速杆和FEM的差分信号波形。

图一。两个位置的CAN信号

将所有通道的零刻度线移到同一位置，放大一个周期的一个字节波形，如图2所示。

图2

继续放大波形的上升沿位置，然后拖动时间标尺，测得约70纳秒的延迟，如图3所示。

图3

请记住，这款车的CAN总线网络是正常的，图3中的信号延迟在正常可接受范围内。但是，我们只测量某个周期内一个CAN字节的上升沿波形。使用DeepMeasure功能，可以测量所有周期信号的开始时间和结束时间。更多关于DeepMeasure的功能，请访问以下论坛帖子:[新功能]DeepMeasure。

图4。深度测量设置

如图4所示，我们使用数学通道A-B的深度测量功能，并且仅在缓冲器18中测量，周期阈值设置为1V，周期延迟设置为40mV。数学通道C-D具有相同的参数设置。有三点需要注意:

最初捕获波形时需要l触发器，因为每个通道都是参照触发点定位的。我们在图1中通道A的上升沿设置一个触发器，阈值设置为3V。

Ldeepmeau衡量的是每个周期的开始时间和结束时间，而不是字节，一个周期包含主导字节和不可见字节。从前一个主字节的上升沿到阈值1V (3.1ns)，再到下一个主字节的上升沿到1V(10.0μs)，此周期被视为一个周期，如图5所示。

图5。循环期

l换档杆深度测量和FEM测量的循环数不同。理论上，它应该是相同的循环数，但在变速杆上有195个循环，在FEM上有197个循环。如图6所示，这可能是一个错误吗？

图6。循环数的个数不一样。

利用软件的放大功能观察两个差分通道波形，可以看到两个波形是同步的，直到循环周期140-143。然而，在周期144中，出现延迟，这导致波形不同步，如图7所示。

图7。信号延迟

放大图8中所示的环路144，我们发现在数学通道C-D上有一个负的过冲微分信号，导致一个额外的尖峰，这在数学通道A-B上不是这种情况..还是那句话，这车的CAN网络是正常的，这里不是故障，但确实反映了不同模块位置CAN信号的不同。如果遇到CAN总线网络故障的汽车，可以使用上述方法进行诊断分析。

图8。第144周的峰值干扰信号。

这也表明我们需要修改数学通道C-D的DeepMeasure参数设置。我们将阈值提高到1.3V，同时，我们对D通道信号使用6MHz低通滤波器。现在144之后的循环是同步的，如图9所示。

图9。修改周期阈值

现在，两个DeepMeasure表的周期数是相同的，我们可以将两个表的数据导出到EXCEL表中，如图10所示。那我们可以……根据导出数据中的开始时间绘制折线图，并比较两个不同位置的信号。

图10。导出数据

下面的视频介绍了软件设置，导出到EXCEL，绘图的过程。欢迎下载观看:

在图11中，我将两个DeepMeasure表测得的开始时间绘制成折线图，可以看到两个折线图几乎重合，周期数相同。

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图11。相同的循环次数

为了对比，我还把前面两个表中循环数不同的数据导出到EXCEL中。此时，由于信道C-D上的峰值干扰，低阈值设置导致信号不同步，如图8所示。同样，将两个表格数据中的开始时间绘制成折线图，如图12所示，可以看到两条虚线不同步，但不明显。

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图12。不同的循环次数

为了更清楚地看到异步现象，我们调整Y轴的范围，如图13所示。现在可以清楚地看到，在第148周左右，两条折线明显分开。

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图13。信号不同步

请注意，为了避免测试方法对信号观察和分析的影响，建议我们注意以下几点:

1.使用高阻抗TA499/TA375探针；

2.确保接地良好，不要延长测试线；

3.尽量直接接ECU引脚，尽量不用电线，不要用针刺破线缆；

4.避免电磁干扰，保持电池处于正常状态。

通常，如果达到以上几点，就不需要采用低通滤波功能和修改周期阈值。

DeepMeasure功能可以自动测量多达一百万个波形周期的重要波形参数，并可以轻松地将结果分类、分析和关联到波形显示中。这比使用缩放功能一次测量一个周期要方便和准确得多。

最后给大家分享一个马自达CAN总线的案例，这里有很多通信网络故障:和技术的朋友见面。图14揭示了该马自达汽车在同一CAN网络的不同位置具有灾难性的异步通信故障。根据DeepMeasure测得的数据，图15清楚地显示两条虚线是分开的。

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图14。马自达通讯故障

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图15。CAN周期错误，信号不同步。

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