Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
IEC 62228-1：CAN 收发器 EMC 评估——通用条件和定义
集成电路 CAN 收发器的电磁兼容性评估方法
CAN 收发器 EMC 测试框架
IEC 62228-1（第一版，2018 年）为用于控制器局域网（CAN）系统的集成电路收发器的电磁兼容性评估确立了通用条件和定义。随着 CAN 总线在汽车、工业自动化和楼宇控制应用中变得无处不在，对物理层收发器 IC 进行标准化 EMC 表征的需求变得至关重要。该标准为 IC 制造商和系统集成商提供了通用参考，能够对不同供应商的不同收发器设计的 EMC 性能进行一致比较。
CAN 收发器工作在电气恶劣的环境中——紧邻点火系统、电机驱动和开关电源转换器。通过 IEC 62228-1 EMC 要求的收发器，在无需昂贵额外滤波或屏蔽的情况下，实现系统级 EMC 合规的可能性显著更高。
该标准涵盖 EMC 评估的两个基本方面：电磁发射（收发器在正常运行期间产生的无意义射频能量）和 RF 抗扰度（收发器在受到外部电磁干扰时维持正确总线通信的能力）。关键参数定义包括：
| 参数 | 技术规格 | 测试条件 |
|---|---|---|
| 电源电压 (VCC) | 5 V ± 10% | 正常运行 |
| CAN 总线电压 (Vbus) | 按 ISO 11898-2/3 | 隐性/显性电平 |
| 比特率 | 125 kbit/s, 250 kbit/s, 500 kbit/s, 1 Mbit/s | 按测试要求配置 |
| 终端电阻 | 60 Ω（两个 120 Ω 差分） | 按 CAN 标准 |
| 共模扼流圈 | 按制造商建议 | 可选；须在试验报告中说明 |
| 温度范围 | -40 °C 至 +125 °C（汽车级） | 器件结温 |
一个关键的测量细节：标准规定发射测量应使用伪随机比特序列（PRBS-9 或 PRBS-15）驱动收发器以模拟真实总线流量。使用简单的周期性模式相比 PRBS 激励可能低估发射电平达 10 dB。
ICP/IEC 62228 系列在 Part 1（通用条件）之外，后续部分涵盖特定收发器类型：Part 2 对应 CAN，Part 3 对应 LIN，Part 4 对应 FlexRay，Part 5 对应以太网。每个部分引用 Part 1 中建立的通用定义和测试板规范，同时添加特定技术的测试条件。标准化的测试板设计（包括 PCB 叠层、连接器布置、去耦电容布局和总线终端）确保了不同测试实验室之间的可重复性。
测试方法与性能标准
IEC 62228-1 下的发射测试采用适用于集成电路的 IEC 61967 系列测量方法，特别是 TEM/GTEM 小室法（IEC 61967-2）和表面扫描法（IEC 61967-3）。对于传导发射，1 Ω/150 Ω 直接耦合法（IEC 61967-4）测量电源和总线引脚上的射频电流。辐射测量的频率范围通常为 150 kHz 至 1 GHz，传导测量范围从 150 kHz 延伸至 230 MHz。限值以峰值和准峰值检波器模式规定，以便与窄带和宽带干扰源相关联。
设计工程师必须特别注意测试板上的去耦网络。标准规定了具体的去耦电容值（10 nF + 100 nF + 4.7 μF）和 PCB 布局规则，以确保测得的发射来自收发器而非电源分配网络中的谐振。去耦不当的测试板可能导致不同实验室之间的测量偏差超过 6 dB。
抗扰度测试遵循 IEC 62132 方法。大电流注入（BCI）方法（IEC 62132-3）是主要技术，通过电流注入探头将 1 MHz 至 400 MHz（可扩展至 1 GHz）的射频电流直接注入 CAN 总线电缆。收发器必须在不超过规定判据的条件下维持正确的 CAN 通信——通常定义为在 100 mA（汽车扩展要求为 200 mA）射频电平下每 106 个发送比特中出现不超过一个错误帧。直接功率注入（DPI）方法（IEC 62132-4）通过在 IC 引脚级别评估抗扰度来补充 BCI，通过耦合电容将射频功率注入电源和总线引脚，同时监测通信性能的下降。
| 测试方法 | 标准参考 | 频率范围 | 测量内容 |
|---|---|---|---|
| TEM/GTEM 小室法 | IEC 61967-2 | 150 kHz – 1 GHz | 辐射发射（电场） |
| 表面扫描法 | IEC 61967-3 | 1 MHz – 1 GHz | 磁场近场分布图 |
| 1 Ω/150 Ω 法 | IEC 61967-4 | 150 kHz – 230 MHz | 传导发射（射频电流） |
| 大电流注入 (BCI) | IEC 62132-3 | 1 MHz – 400 MHz | RF 抗扰度（电缆级） |
| 直接功率注入 (DPI) | IEC 62132-4 | 150 kHz – 1 GHz | RF 抗扰度（引脚级） |
一款精心设计、满足 IEC 62228-1 III 类（最高性能等级）的 CAN 收发器，相比最低合规的 I 类器件，通常可实现 20 dB 更高的抗扰度和 10 dB 更低的发射。对于安全关键的汽车应用（例如线控制动、线控转向），尽管成本更高，仍强烈推荐使用 III 类器件。
该标准还为发射和抗扰度定义了三个性能等级。I 类代表基本合规，适用于 EMC 要求适中的非关键应用。II 类针对通用汽车和工业应用。III 类保留用于安全关键或严重电磁环境下的高性能收发器。试验报告必须明确说明达到的等级、测试配置（包括任何外部组件如共模扼流圈或总线终端变化）以及所应用的通过/失败判定准则。
常见问题
问 1：IEC 62228-1 与 ISO 11898 系列有何区别？
ISO 11898 定义了 CAN 协议、物理层信号和总线拓扑要求。IEC 62228-1 专门针对实现物理层的收发器 IC 的 EMC 表征。两个标准相辅相成：CAN 设计需要符合 ISO 11898 以实现总线通信，同时需要符合 IEC 62228-1 以满足 EMC 性能。
ISO 11898 定义了 CAN 协议、物理层信号和总线拓扑要求。IEC 62228-1 专门针对实现物理层的收发器 IC 的 EMC 表征。两个标准相辅相成：CAN 设计需要符合 ISO 11898 以实现总线通信，同时需要符合 IEC 62228-1 以满足 EMC 性能。
问 2：该标准是否涵盖 CAN FD（灵活数据速率）？
CAN FD 操作使用与传统 CAN 相同的物理层收发器。虽然 IEC 62228-1 尚未包含 CAN FD 专用条款，但测试方法同样适用；主要区别在于 CAN FD 需要更高的比特率（数据阶段最高 5 Mbit/s），这可能影响较高频率下的发射和抗扰度行为。
CAN FD 操作使用与传统 CAN 相同的物理层收发器。虽然 IEC 62228-1 尚未包含 CAN FD 专用条款，但测试方法同样适用；主要区别在于 CAN FD 需要更高的比特率（数据阶段最高 5 Mbit/s），这可能影响较高频率下的发射和抗扰度行为。
问 3：共模扼流圈的选择如何影响 EMC 测试结果？
共模扼流圈是最具影响力的外部组件之一。具有更高共模阻抗（通常在 10 MHz 时 ≥ 2 kΩ）的扼流圈可将抗扰度提高 10-15 dB，并将传导发射降低 5-10 dB。但扼流圈会增加成本和 PCB 面积，因此其使用应根据目标 EMC 等级和应用环境来论证。
共模扼流圈是最具影响力的外部组件之一。具有更高共模阻抗（通常在 10 MHz 时 ≥ 2 kΩ）的扼流圈可将抗扰度提高 10-15 dB，并将传导发射降低 5-10 dB。但扼流圈会增加成本和 PCB 面积，因此其使用应根据目标 EMC 等级和应用环境来论证。
问 4：汽车应用中是否要求 IEC 62228-1 测试认证？
虽非法定要求，但大多数汽车 OEM 在其组件 EMC 规范中要求符合 IEC 62228-1。通过该标准可显著简化根据联合国 ECE R10 法规进行的整车级 EMC 认证。
虽非法定要求，但大多数汽车 OEM 在其组件 EMC 规范中要求符合 IEC 62228-1。通过该标准可显著简化根据联合国 ECE R10 法规进行的整车级 EMC 认证。
