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2024-08-29 09:01:23

晨欣小编

TJA1021T/20/CM：CAN收发器的科学分析与应用

TJA1021T/20/CM 是一款由恩智浦半导体（NXP）生产的CAN (Controller Area Network) 收发器，广泛应用于汽车电子、工业自动化和医疗设备等领域。本篇文章将从以下几个方面对该芯片进行科学分析，并详细介绍其特性、应用和选型等相关内容。

一、TJA1021T/20/CM芯片概述

1.1 产品简介

TJA1021T/20/CM 是恩智浦 TJA1021 系列 CAN 收发器的成员，它是一种高性能、低功耗的 CAN 收发器，符合 ISO 11898-2:2003 标准，适用于高速 CAN 总线应用。该系列芯片包括 TJA1021T/20/CM 和 TJA1021A/20/CM 等多个型号，其中 TJA1021T/20/CM 是一款具有高数据速率（高达 1 Mbps）、低电磁干扰 (EMI) 和高共模抑制能力的 CAN 收发器。

1.2 主要特点

* 高速传输：数据速率可达 1 Mbps，满足高速 CAN 总线应用需求。

* 低功耗：静态电流小于 1 mA，适用于低功耗系统。

* 高共模抑制：具有 ±35V 共模电压抑制能力，提高了抗干扰能力。

* 低 EMI：内部设计优化，有效降低了 EMI 辐射，提高了系统可靠性。

* 过压保护：具有 ±40V 电压过压保护功能，保护芯片免受电压冲击。

* 工作温度范围：芯片工作温度范围为 -40°C 到 +125°C，适应恶劣环境。

二、TJA1021T/20/CM芯片功能及原理

2.1 功能介绍

TJA1021T/20/CM 主要用于 CAN 总线网络的信号收发，它将 CAN 总线上的差分信号转换为单端信号，并进行反向转换，实现 CAN 收发功能。

2.2 工作原理

* 接收信号处理：接收到的差分信号被放大并进行共模抑制，然后进行电平转换，输出到 CAN 控制器的接收引脚。

* 发送信号处理： CAN 控制器的发送信号被转换成差分信号，并驱动 CAN 总线，进行信号传输。

* 错误检测：芯片内部有错误检测电路，可以识别总线上的错误信号，并进行相应的处理。

* 总线保护：芯片内部具有过压保护电路，防止总线上的电压过高损坏芯片。

三、TJA1021T/20/CM芯片应用

TJA1021T/20/CM 广泛应用于各种 CAN 总线系统，例如：

* 汽车电子：汽车发动机控制系统、车身控制系统、安全气囊系统、ABS 系统等。

* 工业自动化：工业控制系统、机器人控制系统、数据采集系统等。

* 医疗设备：医疗影像设备、医疗诊断仪器、医疗监控系统等。

* 其他领域：智能家居、航空航天、电力设备等。

四、TJA1021T/20/CM芯片选型

在选择 TJA1021T/20/CM 芯片时，需要根据应用需求选择合适的型号，主要考虑以下因素：

* 数据速率：根据系统需求选择合适的数据速率，例如 1 Mbps 或 500 Kbps。

* 工作温度范围：根据环境温度选择合适的工作温度范围，例如 -40°C 到 +125°C。

* 共模抑制能力：根据系统环境选择合适的共模抑制能力，例如 ±35V。

* 封装类型：选择适合系统设计的封装类型，例如 SOIC、TSSOP、QFN 等。

五、TJA1021T/20/CM芯片使用注意事项

* 供电电压：芯片工作电压为 5V，需要确保供电电压稳定可靠。

* 信号接地：接收信号和发送信号都需要接地，确保信号传输的完整性。

* 总线阻抗匹配：根据 CAN 总线长度选择合适的总线阻抗，确保信号传输质量。

* 抗干扰措施：需要采取相应的抗干扰措施，例如屏蔽、滤波等，降低外界干扰对芯片的影响。

六、TJA1021T/20/CM芯片的优势

* 高性能：高速数据传输、低功耗、高抗干扰性。

* 高可靠性：过压保护、错误检测、内部设计优化。

* 广泛适用性：适用于各种 CAN 总线系统。

* 易于使用：简单的应用电路，易于调试和维护。

七、TJA1021T/20/CM芯片与其他CAN收发器比较

与其他 CAN 收发器相比，TJA1021T/20/CM 具有以下优势：

* 数据速率更高：与一些低速 CAN 收发器相比，TJA1021T/20/CM 支持更高的数据速率。

* 抗干扰性更强：其共模抑制能力和 EMI 抑制能力比一些其他收发器更强。

* 工作温度范围更宽：能够在更宽的工作温度范围内稳定工作。

八、总结

TJA1021T/20/CM 是一款高性能、低功耗的 CAN 收发器，适用于高速 CAN 总线应用，它具有高速数据传输、低功耗、高共模抑制能力和低 EMI 等特点，广泛应用于汽车电子、工业自动化、医疗设备等领域。在选择 TJA1021T/20/CM 芯片时，需要根据应用需求选择合适的型号，并注意使用注意事项，以保证系统的稳定性和可靠性。

九、参考资料

* 恩智浦 TJA1021T/20/CM 数据手册

* ISO 11898-2:2003 标准

* CAN 总线技术资料

十、词条拓展

* CAN 总线

* 收发器

* 汽车电子

* 工业自动化

* 医疗设备

* 数据速率

* 共模抑制