CAN（ Controller Area Network ）是一種序列通訊協定總線，特別適用於即時套用，它憑借雙絞線實作訊號傳輸，已成為全球套用最廣泛的現場總線之一。尤其在汽車領域，CAN協定被廣泛套用，連線並協調各種汽車元件，成功替代了傳統昂貴且笨重的配電線束。
1.雙絞線概述
在
CAN總線
的組網和布線過程中，通常推薦使用遮蔽雙絞線。雙絞線是由兩條相互絕緣的導線按特定規格絞合而成，它的主要優勢在於能夠有效抵禦外界電磁幹擾，並降低自身訊號對外界的幹擾。這種設計使得雙絞線既能避免外部雜訊的侵入，又能減少對其他路線的影響。
雙絞線的工作原理在於，當兩根導線絞合在一起時，外部幹擾訊號對這兩根導線的影響是一致的，這種幹擾訊號被稱為
共模訊號
。在接收訊號的差分電路中，共模訊號可以被消除，從而提取出有用的差模訊號。此外，雙絞線內部的差分電路采用減法原理，使得同相幹擾訊號相互抵消，而反相的有用訊號得到增強。
雖然理論上幹擾訊號可以被完全消除，有用訊號加倍，但在實際套用中，由於各種因素的影響，效果可能會有所差異。為了進一步提高抗幹擾能力，雙絞線中的不同線對采用了不同的扭絞長度，並且相鄰線對的扭絞長度控制在一定範圍內。這種設計使得雙絞線在傳輸訊號時，能夠更好地抑制外部幹擾，確保訊號的穩定性和可靠性。
綜上所述，CAN總線采用雙絞線布局的原因在於其出色的抗幹擾能力和訊號穩定性。透過絞合兩條導線並利用差分電路消除共模訊號，雙絞線能夠確保CAN總線在各種環境下都能穩定、可靠地傳輸數據。
2. 雙絞線的種類及其優勢
雙絞線作為CAN總線中的重要組成部份，其種類繁多，每種類別都有其特定的套用場景和優勢。以下是常見的雙絞線類別及其主要特點：
一類線：主要用於早期的語音傳輸，不同於現代的數據傳輸需求。
二類線：傳輸頻率為1MHZ，適用於語音傳輸和低速數據傳輸，常見於舊的
令牌網
。
三類線：在ANSI和EIA/TIA568標準中指定，傳輸頻率16MHz，適用於10BASE-T網絡，滿足早期乙太網路的需求。
四類線：傳輸頻率為20MHz，用於令牌區域網路和10BASE-T/100BASE-T網絡，提供更高的數據傳輸速率。
五類線：增加繞線密度，提高絕緣質素，傳輸率為100MHz，廣泛用於100BASE-T和10BASE-T乙太網路。其穩定性與效能使其成為乙太網路中最常用的電纜。
超五類線
：在五類線的基礎上進一步提升效能，具有衰減小、串擾少的特點，特別適用於千兆位乙太網路（1000Mbps）。
六類線：傳輸頻率高達1MHz～250MHz，提供超過超五類兩倍的頻寬，效能卓越，最適用於高速網絡套用，如傳輸速率高於1Gbps的場景。
除了上述的傳輸效能差異，雙絞線還分為非遮蔽雙絞線（UTP）和遮蔽雙絞線（STP）兩種類別。UTP價格相對較低，安裝方便，而STP則透過外層鋁箔包裹來減少輻射，雖然價格稍高且安裝稍難，但在對電磁幹擾要求較高的環境中具有明顯優勢。
綜上所述，雙絞線因其種類繁多、效能各異，能夠滿足不同網絡套用的需求。從早期的語音傳輸到現代的高速乙太網路，雙絞線始終發揮著關鍵作用，確保數據的穩定、高效傳輸。在選擇雙絞線時，應根據具體的網絡需求和套用場景進行考慮，以達到最佳的傳輸效果。
3. CAN與雙絞線結合
控制器區域網路總線（CAN）是一種廣泛套用於即時通訊的序列協定總線，尤其在汽車領域發揮著至關重要的作用。它替代了傳統昂貴且笨重的配電線束，為各種汽車元件之間的高效通訊提供了可能。然而，當CAN總線套用於新能源汽車時，面對電磁環境復雜且幹擾嚴重的挑戰，如何確保通訊的穩定性和可靠性成為工程師們關註的焦點。
在這個背景下，雙絞線成為解決CAN總線幹擾問題的理想選擇。CAN介面采用差分訊號傳輸方式，這種方式利用CANH和CANL兩根訊號線進行互補訊號的傳遞。接收電路僅對兩根訊號線的訊號差值進行辨識，從而大大增強了抗幹擾能力。在理想狀態下，CAN總線的波形表現出穩定且清晰的特性。
當總線受到幹擾時，幹擾訊號通常以共模的形式存在，這意味著兩根總線會同時受到影響。然而，由於差分訊號傳輸的特性，差分電壓並不會受到幹擾的影響，從而確保了數據的準確傳輸。這一優勢使得雙絞線在CAN總線通訊中發揮著舉足輕重的作用。
然而，僅僅采用差分傳輸方式並不足以完全消除幹擾問題。由於CAN總線常用於遠距離通訊，線纜長度的增加會導致各種幹擾透過線纜耦合到總線上，增加了通訊異常的風險。因此，在CAN總線套用中，我們一般推薦使用雙絞線，以確保通訊的穩定性和可靠性。
綜上所述，CAN與雙絞線的結合為即時通訊提供了強大的支持，特別是在電磁環境復雜的場景下。透過差分訊號傳輸和雙絞線的套用，我們可以有效地解決幹擾問題，確保CAN總線通訊的穩定性和可靠性。
