الأجهزة

 عند تصميم مخطط دائرة الساعة لوحدة تحكم دقيقة، إذا تم استخدام مذبذب بلوري نشط كمصدر للساعة، فعادةً ما تُضاف مقاومة قيمتها عشرات الأوم إلى خرجها. وتخدم هذه المقاومة بشكل أساسي الأغراض التالية:1. مطابقة المعاوقةعندما لا تتطابق مقاومة خرج مذبذب الكريستال النشط مع مقاومة خط نقل لوحة الدوائر المطبوعة (عادةً 50 أوم)، قد يؤدي ذلك إلى انعكاس الإشارة، مما يسبب تجاوزًا ورنينًا. بإضافة مقاومة 33 أوم على التوالي عند المصدر (لتكوين مطابقة 50 أوم مع المقاومة الداخلية لمذبذب الكريستال التي تبلغ حوالي 20 أوم)، يمكن امتصاص الإشارات المنعكسة، مما يقلل من معامل الانعكاس.2. تقليل التداخل الكهرومغناطيسيإشارة الخرج لمذبذب بلوري نشط هي إشارة موجة مربعة. تولد الحواف الحادة والرنين عالي التردد الناتج عنها كمية كبيرة من الضوضاء عالية التردد، والتي تشع للخارج، مما يؤدي إلى مشاكل في التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) وقد يؤثر على أجزاء أخرى من النظام أو يؤدي إلى فشل اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي. تعمل المقاومة المتسلسلة على تنعيم حواف الإشارة، مما يقلل من مكونات التردد العالي للإشارة، وبالتالي يقلل بشكل فعال من الإشعاع الكهرومغناطيسي (EMI). هذا إجراء فعال ومنخفض التكلفة لكبح الإشعاع الكهرومغناطيسي.3. الحد من تيار خرج مذبذب الكريستال وحماية مرحلة الخرجعادةً ما تكون سعة دائرة خرج مذبذب الكريستال النشط محدودة. إذا كانت سعة دخل الحمل اللاحق كبيرة، أو في حالة حدوث قصر عرضي (وهو أمر نادر الحدوث)، فسيتولد تيار شحن وتفريغ لحظي كبير عند لحظة انتقال الموجة المربعة (تيار الشحن i = C * dv/dt). يمكن للمقاومة المتصلة على التوالي الحد من ذروة هذا التيار، مما يقلل الحمل على مرحلة الخرج الداخلية لمذبذب الكريستال، ويوفر درجة معينة من الحماية، ويحسن موثوقية النظام.

تتمثل وظيفة مُثبِّط الجهد العابر (TVS) في حماية الدوائر الإلكترونية من التلف الناتج عن ارتفاعات الجهد العابرة (مثل الصواعق والتفريغ الكهروستاتيكي). فهو يضمن سلامة الدائرة من خلال تثبيت طاقة الارتفاع المفاجئ وتحويلها بسرعة. في تصميم دائرة حماية TVS، عادةً ما يتم توصيل مقاومة على التوالي، كما هو موضح في الشكل 1، حيث يتم توصيل مقاومة 22 أوم على التوالي مع كلٍّ من خطي الاستقبال والإرسال لدائرة واجهة اتصال RS232. يتم توصيل TVS على التوالي مع المقاومة لامتصاص الطاقة أثناء حالات ارتفاع الجهد، مما يحمي الدائرة ويحد من التيار. يضمن هذا التكوين أنه عندما تتعرض الدائرة لخطر ارتفاع الجهد العابر، يمكن لـ TVS التدخل بسرعة وامتصاص الجهد الزائد بفعالية، وبالتالي حماية المكونات الأخرى في الدائرة من التلف. في الوقت نفسه، تعمل المقاومة المتصلة على التوالي على تنظيم مقدار التيار، مما يمنع تلف TVS بسبب التيار الزائد أثناء امتصاص الجهد الزائد.الشكل 1: واجهة اتصال RS232توجد طريقتان رئيسيتان لتوصيل جهاز حماية الجهد العابر (TVS) بمقاومة متسلسلة: الأولى هي وضع المقاومة بعد جهاز الحماية، كما هو موضح في الشكل 2، والثانية هي توصيل المقاومة قبل جهاز الحماية، كما هو موضح في الشكل 3. وتختلف هاتان الطريقتان باختلاف ظروف التطبيق. فطريقة التوصيل الأمامية تقلل من تيار البدء، بينما تُحسّن طريقة التوصيل الخلفية من كفاءة تقسيم الجهد الثانوي وتحديد التيار.الشكل 2الشكل 3في الدائرة الموضحة في الشكل 2، يمتص جهاز TVS في البداية معظم تيار البدء. بعد ذلك، يتم تقسيم أي جهد أو تيار متبقٍ وتحديده مرة أخرى عبر المقاوم R2. يحمي هذا التصميم الحمل المتصل به بشكل أكثر فعالية. مع ذلك، إذا كانت معاوقة الحمل المتصل به أكبر بكثير من معاوقة المقاوم R2، يصبح تأثير تقسيم الجهد وتحديد التيار ضئيلاً نسبيًا، ويضعف دور المقاوم R2. في الدائرة الموضحة في الشكل 3، عند النظر في مقدار تيار البدء، إذا كان الارتفاع صغيرًا، يمكن اختيار مقاومة ذات قدرة مناسبة ووضعها قبل جهاز الحماية من الجهد العالي (TVS). بهذه الطريقة، ستتحمل المقاومة جزءًا صغيرًا من التيار، مما يقلل من تيار البدء (IPP). ونتيجة لذلك، سينخفض ​​جهد التثبيت (Vc) لجهاز الحماية من الجهد العالي (TVS) تبعًا لذلك، مما يعزز تأثير الحماية على الحمل المتصل به.

يُستخدم بروتوكول RS485 على نطاق واسع في مجالات متنوعة، مثل الأجهزة الصناعية الذكية ومعدات الاتصالات، نظرًا لقدرته العالية على مقاومة التداخل وانخفاض تكلفته. مع ذلك، تتسم البيئات الصناعية بالتعقيد وتتعرض لتداخل كهرومغناطيسي شديد. وتتسم أنظمة RS485 غير المعزولة بالعيوب التالية:(1) في البيئات الخارجية أو الصناعية، يمكن أن تؤدي ضربات البرق وتبديل الطاقة إلى توليد ارتفاعات عابرة في الجهد العالي، والتي يمكن أن تتلف بسهولة الدائرة الخلفية؛(2) عندما تشترك أجهزة متعددة في ناقل RS485، يمكن أن يتسبب عطل في عقدة واحدة (مثل دائرة قصر) في فشل الناقل بأكمله؛(3) عندما تكون المسافة بين عقد الاتصال 485 كبيرة جدًا (أكبر من 50 مترًا)، يتم توصيل التأريض المرجعي لكل عقدة بالتأريض المحلي. عندما يكون هناك فرق جهد كبير بين التأريضين عند كلا الطرفين، سيتراكب جهد التأريض على خط الإشارة كجهد وضع مشترك، والذي قد يتجاوز نطاق جهد الوضع المشترك الذي يمكن للمنفذ تحمله، مما يؤثر على الاتصال الطبيعي، أو حتى يتلف دائرة الواجهة الخلفية؛(4) عندما يتم توصيل المستويات الأرضية بين عقد الاتصال البعيدة 485 باستخدام الكابلات (مثل كابلات 485 المحمية)، فإن سلك الأرض سيشكل حلقة أرضية مع الأرض، مما يؤدي إلى اقتران الضوضاء الخارجية ذات الوضع المشترك وتوليد تيارات الحلقة الأرضية، الأمر الذي قد يتسبب في فشل نظام الدائرة بأكمله.في حال وجود هذه العوامل غير المواتية، أو إذا كانت لوائح السلامة تتطلب عزلًا كهربائيًا بين الأجهزة لمنع التسرب أو الشرارات من التسبب في مخاطر، يجب النظر في حل RS485 المعزول. تُضيف دائرة RS485 المعزولة إمكانيات العزل الكهربائي إلى الدائرة غير المعزولة، مما يُؤدي إلى مقاومة أقوى للتداخل واستقرار النظام. يتطلب تحقيق العزل في دائرة RS485 استخدام أجهزة عزل، مثل العوازل الضوئية، والعوازل المغناطيسية، ورقائق العزل. تُعد العوازل الضوئية أكثر أجهزة العزل استخدامًا، وهي غير مكلفة نسبيًا. يجب أن تتوافق سرعة العازل الضوئي مع متطلبات معدل الباود؛ وعمومًا، تُستخدم العوازل الضوئية عالية السرعة للعزل الكهربائي في RS485، ويلزم وجود وحدة عزل DC-DC لتوفير طاقة مستقلة للعقدة. يُوضح الشكل 1 حلًا منخفض التكلفة للعزل الكهربائي في RS485.

يُعدّ RS232 (المعروف أيضًا باسم EIA RS-232) أحد معايير واجهات الاتصال التسلسلي الشائعة الاستخدام. يستخدم هذا المعيار الاتصال ثنائي الاتجاه الكامل ويتطلب ثلاثة خطوط: الأرضي، والإرسال، والاستقبال. يُناسب RS-232 الاتصال المباشر بين الأجهزة فقط. ونظرًا لإشارته أحادية الطرف، فإنه يتمتع بقدرة ضعيفة على مقاومة التداخل. لذلك، يُحسّن RS232 مقاومة الإشارة للتداخل ويزيد مسافة الإرسال عن طريق رفع مستوى الجهد. يستخدم RS232 مستويات منطقية سالبة، حيث يتراوح مستوى المنطق 0 بين 3 و15 فولت، ومستوى المنطق 1 بين -15 و-3 فولت.تتأثر أقصى مسافة إرسال لمعيار RS232 بالعديد من العوامل، وتعتمد بشكل أساسي على معدل الإرسال وخصائص الكابل وقدرة تشغيل الشريحة وخصائص نقل الإشارة.1. معدل الإرسالتتناسب مسافة الإرسال عكسياً مع معدل الباود. فكلما زاد معدل الباود، زاد توهين الإشارة وتشوهها.عند سرعة 19.2 كيلوبت في الثانية، لا تتجاوز المسافة عادةً 15 مترًا.عند سرعة 9.6 كيلوبت في الثانية، يمكن أن تصل المسافة إلى 30-50 متراً.بمعدلات منخفضة تصل إلى 1.2 كيلوبت في الثانية، يمكن أن تصل إلى 300 متر (مع تحسين الظروف الأخرى).2. خصائص الكابلينص معيار RS232C على أن الحد الأقصى للحمل السعوي المسموح به للمُشغِّل هو 2500 بيكوفاراد. عند استخدام كابل اتصال بسعة 150 بيكوفاراد لكل متر، يمكن أن تصل أقصى مسافة اتصال إلى 15 مترًا. وإذا انخفضت السعة لكل متر من الكابل، فمن الممكن نظريًا زيادة مسافة الاتصال تبعًا لذلك.3. قدرة قيادة الرقاقةكانت الرقائق القديمة تتمتع بقدرات قيادة أضعف، بينما يمكن للرقائق الحديثة (مثل MAX232) دعم مسافات أطول مع تيارات قيادة تصل إلى 1 مللي أمبير.4. خصائص نقل الإشارةيستخدم بروتوكول RS232 طريقة نقل إشارة أحادية الطرف، مما يُسبب مشاكل مثل ضوضاء التأريض المشترك وعدم القدرة على كبح التداخل ذي النمط المشترك بفعالية، الأمر الذي يُحدّ من مسافة الإرسال. كما يُمكن زيادة مسافة الإرسال باستخدام كابلات محمية للحد من التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.في التطبيقات العملية، تُستخدم خطوط الاتصال RS232 عادةً للاتصالات قصيرة المدى في حدود 20 مترًا.

In industrial applications, to accurately measure temperature values, we typically use a PT100 bridge circuit to sample and convert resistance changes into voltage changes. To obtain different measurement ranges, the sampling resistors are divided into 100 ohms and 50 ohms. Method 1 and Method 2 are the measurement calculation formulas for PT100. The specific differences are as follows: Method 1: (PT100) Reference resistor R3 = 100Ω. This method cannot measure temperatures below zero. The measurement temperature range of Method 1 is >= 0℃. Substitute the values: R1 = R2 = 2000Ω; R3 = 100Ω; R4 = R; Let the measured voltage VT = VTP - VTN as Remove the denominator, Refine expressions Vref is the reference voltage acquired by the AD converter, and VT is the measured voltage. Method 2: (PT100) Reference resistor R3 = 50Ω, measuring resistance offset downwards by 50 ohms, measuring temperature range >=-125℃. Substitute the values: R1 = R2 = 2000Ω; R3 = 50Ω; R4 = R; Let the measured voltage VT = VTP - VTN Remove the denominator, Refine expressions Vref is the reference voltage acquired by the AD converter, and VT is the measured voltage.   Through the calculation process above, we obtained the calculated resistance value of the PT100 by measuring the sampled voltage. To ultimately obtain the relationship between resistance and temperature, typical methods include table lookup and iterative methods.

في دائرة إعادة الضبط الخاصة بـ STM32 الموضحة في الشكل 1، يتم عادةً توصيل ثنائي تبديل بالتوازي مع طرف المقاومة في دائرة إعادة الضبط RC. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الثنائي في تسريع تفريغ شحنة المكثف.الشكل 1: دائرة إعادة ضبط STM32الشكل 2: مسار تفريغ دائرة إعادة ضبط STM32في دائرة إعادة الضبط RC، يُعدّ الصمام الثنائي للتفريغ عنصرًا أساسيًا، ووظيفته الرئيسية هي التفريغ السريع. عند انقطاع التيار الكهربائي أو حدوث انقطاع مؤقت بسبب التداخل، يجب تفريغ الشحنة المخزنة في المكثف عبر مسار ما لضمان إعادة الضبط بشكل صحيح عند إعادة تشغيل الطاقة. بدون الصمام الثنائي، عندما تكون نبضة التداخل الناتجة عن انقطاع التيار الكهربائي قصيرة، يُفرغ المكثف عبر المقاوم R1، ذي المقاومة العالية، مما يؤدي إلى بطء سرعة التفريغ. لا تستطيع دائرة RC التفريغ الكامل لحظة انقطاع التيار الكهربائي، ولا يمكن للنظام إعادة الضبط تلقائيًا عند استعادة الطاقة. يمكن أن يتسبب التداخل الناتج عن انقطاع التيار الكهربائي المؤقت في توقف البرنامج عن العمل بشكل طبيعي، مما يؤدي إلى سلوك غير منتظم للبرنامج أو دخوله في حلقة لا نهائية. يوفر إضافة الصمام الثنائي مسارًا سريعًا لتفريغ المكثف. نظرًا لانخفاض مقاومة الصمام الثنائي في حالة التشغيل، كما هو موضح في مسار تفريغ دائرة إعادة الضبط STM32 في الشكل 2، تُفرغ الشحنة في المكثف C1 بسرعة عبر الصمام الثنائي D1، مما يضمن استقرار وموثوقية دائرة إعادة الضبط. عند انقطاع التيار الكهربائي، يفرغ المكثف شحنته بسرعة إلى الأرض عبر الصمام الثنائي. وعند عودة التيار، يكون المكثف قد فرّغ شحنته بالكامل، ويمكنه البدء فورًا بعملية الشحن، مما يؤدي إلى إعادة ضبط الدائرة. تضمن عملية التفريغ السريع هذه عودة دائرة إعادة الضبط إلى حالتها الأولية بسرعة بعد انقطاع التيار الكهربائي أو خلل في مصدر الطاقة.

عند تصميم دوائر إمداد الطاقة التبديلية، نقوم عادةً بحساب تموج الخرج باستخدام الصيغة التالية:إذا كان المكثف المستخدم من نوع MLCC (مكثف سيراميكي متعدد الطبقات)، فإن مقاومته الداخلية (ESR) تُعتبر ضئيلة للغاية نظرًا لانخفاض قيمتها. لذلك، وبناءً على جهد الدخل/الخرج، وتردد التبديل، والتموج المستهدف، يمكن حساب السعة باستخدام الصيغة التالية:مع ذلك، أظهرت قيمة السعة المحسوبة باستخدام الصيغة المذكورة أعلاه تموجًا أكبر في خرج التيار أثناء الاختبار الفعلي. ما السبب؟ يعود ذلك إلى أن مكثفات السيراميك متعددة الطبقات (MLCC) تتميز بخاصية انحياز التيار المستمر: حيث يؤدي تطبيق جهد مستمر على المكثف إلى تقليل سعته. يوضح الشكل 1 أدناه خاصية الانحياز المستمر لمكثف موراتا 22uF/10V.الشكل 1كما هو واضح، عند تطبيق جهد مستمر مقداره 5 فولت على المكثف، تنخفض سعته إلى حوالي 50% من قيمتها الابتدائية. تتميز خصائص انحياز التيار المستمر لمكثفات MLCC بوضوحها الشديد؛ فكلما زادت السعة، زادت سرعة انخفاضها مع زيادة الجهد، وهو ما يجب مراعاته عند تصميم الدوائر. عمومًا، تتسم خصائص انحياز التيار المستمر لمكثفات MLCC بالخصائص التالية: ① كلما زادت السعة، كلما كان تأثير الانحياز أكثر وضوحًا؛ تنخفض السعة بشكل أكبر مع زيادة الجهد. ② بالنسبة للمكثفات ذات السعة نفسها ولكن بتصنيفات جهد مختلفة، تنخفض السعة تقريبًا بنفس القدر تحت نفس الجهد (لا يوجد مكثف ذو تصنيف جهد عالٍ ينخفض ​​بشكل أقل). ③ بالنسبة للمكثفات ذات السعة ونفس تصنيف الجهد، كلما كان حجم العبوة أكبر، كلما انخفض معدل انخفاض السعة بشكل أبطأ. يُعدّ انخفاض سعة مكثفات MLCC حقيقةً موضوعية. لذا، ينبغي أن يُبنى التصميم على السعة الفعلية تحت جهد الانحياز، وليس على السعة الاسمية. على سبيل المثال، إذا كانت الدائرة تتطلب مكثفًا سعته 10 ميكروفاراد، وتم اختيار مكثف MLCC من نوع X7R (مُصنّف بجهد 10 فولت)، مع جهد انحياز فعلي قدره 5 فولت (حيث تنخفض السعة عند هذه النقطة بنسبة 50% تقريبًا)، فيجب توصيل مكثفين بسعة اسمية 10 ميكروفاراد على التوازي لضمان أن السعة الفعلية تُلبي المتطلبات.

في محول التبديل الخافض للجهد، يكون تيار الذروة النظري الذي يمكن أن يتحمله ملف الحث هو IL,PK=(1+r/2)×Iخارجهذا هو الأساس لتحديد الحد الأدنى لقيمة التيار المقنن أو تيار التشبع لملف الحث. يجب أن تكون قيمة الاختيار الفعلية أكبر من القيمة النظرية لتيار الذروة.بمجرد تحديد قيمة الحث وشروط أخرى لملف الحث، يكون تيار الذروة الفعلي للملف هو Iقمة = أناخارج,max + ∆I_L/2 (حيث ∆I_L هو تيار التموج الفعلي على المحث بعد تحديد قيمة الحث).الصيغة المستخدمة لحساب القيمة الدنيا لملف الحث في دائرة BUCK هي كما يلي:حيث VIN,MAX يمثل V أقصى جهد دخل يجب أن تدعمه دائرة BUCKخارج يمثل جهد الخرج النموذجي، FSW تردد التبديل، Iخارج، ماكس يمثل الحد الأقصى لتيار الحمل الذي يجب دعمه، و r هو معامل تيار التموج، والذي يتم ضبطه عادةً على 0.3 ~ 0.5.تُشكّل الصيغة المذكورة أعلاه أساسًا لتحديد الحد الأدنى لقيمة محاثة القدرة في محوّل باك. يجب ألا تقل القيمة الفعلية عن القيمة المحسوبة نظريًا؛ وإلا فلن يتوافق تيار التموج الفعلي والمعايير الأخرى في الدائرة مع القيم المستهدفة في متطلبات التصميم.بتحويل الصيغة أعلاه، نحصل على الصيغة لحساب قيمة الحث الأدنى للطاقة، كما هو موضح أدناه:لذلك، يتضح أن جهد الدخل VIN يتناسب طرديًا مع الحث L؛ فكلما زاد جهد الدخل (أقصى جهد دخل يجب تحمله) VIN,MAXكلما زادت قيمة الحث المطلوب، زادت قيمة الحث.إذا كانت دائرة BUCK المصممة تحتاج فقط إلى دعم قيمة جهد الإدخال النموذجية VIN,TYPأي إذا كان جهد الدخل قيمة ثابتة، فيمكن أيضًا استخدام V لحساب الحد الأدنى من محاثة القدرة المذكورة أعلاهIN,TYP.

الشكل 1. مخطط محول BUCK غير المتزامنيوضح الشكل 1 بنية محول باك غير المتزامن. عادةً ما تدمج رقائق محول باك غير المتزامن ترانزستور MOSFET عالي الجهد داخليًا فقط. يلزم تركيب صمام ثنائي حر بين طرف SW والأرضي (GND) كمسار حر لملف الحث عند إيقاف تشغيل ترانزستور MOSFET عالي الجهد.يجب أن يستوفي اختيار الصمام الثنائي الحر على الأقل المعيارين الصارمين التاليين (1)(2) ومعياري التحسين التاليين (3)(4):(1) يجب أن يكون جهد التشغيل العكسي VRRM للثنائي الحر مساويًا أو أكبر من جهد الإدخال الأقصى VIN(max).(2) يجب ألا يقل تيار التوصيل الأمامي IF(AV) للدايود الحر عن Iout(max)*(1-D)، حيث D هي دورة تشغيل محول الجهد الخافض، وIout(max) هو أقصى تيار حمل يمكن أن يتحمله محول الجهد الخافض. ولتحديد قدرة الدايود الحر على تحمل التيار الزائد بدقة أكبر، يمكن اختياره ليكون أكبر من أو يساوي ذروة التيار على المحث IOUT+(ΔIL)/2.(3) كلما قلّ انخفاض الجهد الأمامي VF، قلّ فقد الطاقة الناتج عن هذا العامل، وزادت كفاءة الطاقة. (4) كلما زادت سرعة التبديل من حالة التشغيل إلى حالة الإيقاف (أي كلما قلّ زمن الاسترداد العكسي trr)، قلّ فقد الاسترداد العكسي، وزادت كفاءة الطاقة، كان ذلك أفضل.تعتبر ثنائيات حاجز شوتكي (SBDs) خيارات مثالية لثنائيات التحرر نظرًا لانخفاض الجهد الأمامي الصغير ووقت الاسترداد العكسي السريع (عادةً عشرات النانوثانية أو حتى بضع نانوثانية)، مما يقلل من فقد الطاقة في ثنائي التحرر.لتصميم محول تيار مستمر خافض للجهد بنطاق جهد دخل يتراوح بين 9 و36 فولت، وجهد دخل نموذجي 12 فولت، وجهد خرج 5 فولت، وسعة حمل قصوى 5 أمبير، تم اختيار ثنائي شوتكي بجهد تشغيل عكسي 40 فولت وتيار أمامي أكبر من 5 أمبير، وذلك لأن جهد دخله الأقصى هو 36 فولت. كما هو موضح في الشكل 2، يتميز ثنائي شوتكي SS54 بجهد تشغيل عكسي 40 فولت، وتيار تقويم متوسط ​​5 أمبير، وانخفاض جهد أمامي أقصى 0.55 فولت عند تيار أمامي 5.0 أمبير، مما يفي بمتطلبات الدائرة.الشكل 2: المعلمات الكهربائية لثنائي شوتكي SS54عندما يكون جهد الدخل 12 فولتًا، تكون دورة التشغيل 5/12، ويبلغ متوسط ​​التيار المار عبر الصمام الثنائي 5.0 أمبير × (1 - 5/12) = 2.917 أمبير. وعندما يكون جهد الدخل 36 فولتًا، تكون دورة التشغيل 5/36، ويبلغ متوسط ​​التيار المار عبر الصمام الثنائي 5.0 أمبير × (1 - 5/36) = 4.3 أمبير. كما هو موضح في الشكل 3، يُعد الصمام الثنائي D3 (SS54) في مثال تصميم دائرة TPS54360DDAR هو الصمام الثنائي المُختار للحماية من التيار الزائد.الشكل 3. مثال على تصميم دائرة TPS54360DDAR 

ذكرت المقالة السابقة أنه للحد من تأثير الضوضاء عالية التردد، تحتاج دائرة أخذ عينات التيار 4-20 مللي أمبير إلى إضافة مرشح تمرير منخفض RC قبل أخذ عينات محول الإشارة التناظرية إلى الرقمية (ADC). تم اعتماد دائرة مرشح التمرير المنخفض RC الموضحة في الشكل 1، حيث R2 تساوي 1.6 كيلو أوم و C1 تساوي 0.1 ميكرو فاراد. وبالتالي، فإن تردد القطع fc يبلغ حوالي 1 كيلو هرتز.الشكل 1: مرشح تمرير منخفض RCيتناول التحليل التالي قدرة الجهاز على قمع الضوضاء من خلال حسابات عملية، باستخدام إشارة داخل النطاق بتردد 200 هرتز وإشارة ضوضاء خارج النطاق بتردد 5 كيلو هرتز كأمثلة لحساب استجابة السعة والتردد.يُظهر الشكل 2 ناتج مقسم المقاومة النموذجي.الشكل 2: خرج مقسم الجهد المقاوميستخدم مرشح RC بنية مكافئة، حيث يتم استبدال المقاومة R2 بمكثف. أولاً، نستبدل R2 بالمفاعلة السعوية (XC) للمكثف، فنحصل على معادلة خرج مقسم الجهد RC كما هو موضح في الشكل 3: الشكل 3. خرج مقسم الجهد المقاوم-المكثفصيغة المفاعلة السعوية للمكثف هي كما يلي:الشكل 4. معادلة المفاعلة السعوية للمكثففي مثال التصميم أعلاه، R ≈ 1600Ω و C = 100nF. نفترض أن سعة VIN هي 1 فولت، ونحسب سعة VOUT باستخدام تردد موجة جيبية 200 هرتز (الشكل 5):الشكل 5تُظهر نتائج الحسابات في الشكل 5 أن سعة إشارة 200 هرتز تبقى ثابتة تقريبًا، وهو ما يتوافق مع التوقع بالحفاظ على سعة الإشارة دون إضعاف مع كبح الضوضاء. والآن، دعونا نرى كيف يُضعف المرشح بنجاح مُكوّن الضوضاء بتردد 5 كيلوهرتز (الشكل 6).الشكل 6تُظهر نتائج الحساب في الشكل 6 أن سعة الضوضاء تبلغ حوالي 20٪ فقط من قيمتها الأصلية، مما يدل على أن تأثير الكبح على الضوضاء خارج النطاق كبير.

كثيراً ما نرى تصميم الدائرة الموضح في الشكل أدناه في اتصالات CAN: لا يستخدم مقاوم طرف CAN قيمة 120 أوم مباشرةً. بدلاً من ذلك، تتم إضافة مكثف مؤرض بين مقاومتين 62 أوم "لتقسيم" مقاوم الطرف إلى جزأين، وهي طريقة الإنهاء المقسم.الشكل 1: دائرة واجهة ناقل CANتُعدّ طريقة التوصيل هذه متطورة للغاية، إذ تُقلّل بشكل فعّال من التداخل الخارجي على الإشارة التفاضلية. ينقل ناقل CAN إشارات تفاضلية، وهي عادةً ما تكون مقاومة للتداخل ذي النمط المشترك. مع ذلك، ولضمان تصميم عالي الموثوقية، يجب أن يتحمّل ناقل CAN بيئات قاسية متنوعة. قد يُلحق التداخل ذو النمط المشترك عالي السعة على الناقل ضررًا بالدوائر المتصلة بالأرض داخل جهاز الإرسال والاستقبال CAN، مما يستدعي كبح التداخل. أبسط الطرق وأكثرها فعالية لكبح هذا التداخل هي استخدام مرشح تمرير منخفض RC. يتضمن ذلك تقسيم مقاومة الإنهاء 120 أوم إلى مقاومتين 62 أوم متصلتين على التوالي، مع مكثف صغير موصول بالأرض بين المقاومتين. يُنشئ هذا مرشح تمرير منخفض RC عند كل منفذ من منفذي الإرسال التفاضلي، CANH/CANL، على ناقل CAN. تردد القطع لمرشح تمرير منخفض RC هو Fc = 1/(2πRC)، وبالتالي C = 1/(2πRFc). هذا يعني أن سعة المكثف مرتبطة بتردد قطع إرسال الإشارة. عادةً ما يتم تحديد اختيار المكثف بناءً على معدل الباود. لمعدل باود 500 كيلوهرتز، نختار تردد قطع 500 كيلوهرتز. صيغة حساب السعة هي:C = 1/(2πRFc) = 1/(2π*500000*62) = 5.13 نانو فاراد. مكثف سعته 4.7 نانو فاراد، وهي قيمة قريبة من القيمة الشائعة الاستخدام، يكفي.تستخدم ناقلة CAN إنهاءً مجزأً لتصفية الضوضاء ذات التردد العالي ذات الوضع المشترك بشكل أكثر فعالية، مما يحسن استقرار الاتصال في البيئات الصناعية المعقدة.  

في الاستخدام الفعلي لناقل CAN، كما هو موضح في الشكل 1، يلزم توصيل مقاومة 120 أوم عند طرفي الناقل. فما هو الأساس لاستخدام مقاومة 120 أوم؟الشكل 1فيما يلي نأخذ مخطط البنية الداخلية لـ TJA1044 كمثال للتحليل.الشكل 2تتميز ناقلة CAN بأن الوضع السائد يُمثل القيمة 0، والوضع المتنحي يُمثل القيمة 1. عندما تكون الناقلة متنحية، يتم إيقاف تشغيل الترانزستورين العلوي والسفلي Q1 وQ2 داخل شريحة TJA1044، مما يجعل CANH وCANL غير نشطتين بفرق جهد يساوي 0 فولت. أما عندما تكون الناقلة سائدة، فيتم تشغيل الترانزستورين العلوي والسفلي Q1 وQ2 داخل شريحة TJA1044، مما يُنشئ فرق جهد بين CANH وCANL. في حال عدم وجود حمل على الناقلة وكانت متنحية، ستكون المقاومة التفاضلية للناقلة كبيرة جدًا، مما قد يؤدي حتى إلى طاقة خارجية ضئيلة إلى جعل الناقلة سائدة. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الحد الأدنى لجهد العتبة للوضع السائد في أجهزة الإرسال والاستقبال النموذجية يبلغ حوالي 500 مللي فولت فقط. لذلك، ولتحسين مناعة الناقلة ضد التداخل، يلزم استخدام مقاومة إنهاء. مع ذلك، يجب أن تكون قيمة هذه المقاومة منخفضة قدر الإمكان (وأيضًا لتجنب التيار الزائد). بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة السعة الطفيلية على ناقل البيانات. فعندما يكون الناقل مهيمناً، يشحن المكثف، وعندما يكون متراجعاً، يفرغ شحنته. إذا لم يكن للناقل أي مقاومات متوازية، فإنه لا يستطيع التفريغ إلا عبر أجهزة الإرسال والاستقبال في كلا الطرفين. يؤثر هذا على زمن الانتقال بين الحالتين (المتراجعة والمهيمنة)، مما يؤدي إلى تشوهات في شكل الموجة (ارتفاعات حادة)، كما هو موضح في الشكل 3. عندما تواجه الإشارة انقطاعاً في المعاوقة في مسار نقل عالي السرعة، فإنها تتسبب في انعكاسات للإشارة، والتي نسميها انقطاعات المعاوقة. يمكن إضافة مقاومات طرفية لإزالة أو تقليل تأثير هذه الانعكاسات. تمتص المقاومات الطرفية طاقة الإشارة، مما يمنعها من التشتت على الناقل. فلماذا 120 أوم؟ في الواقع، يحدد معيار ISO 11898-2 بوضوح أن 120 أوم هي قيمة المقاومة الأكثر منطقية التي تم تحديدها من خلال اختبارات تجريبية مكثفة.الشكل 3إذا كنت ترغب في التحقق من حجم مقاومة طرفية ناقل البيانات المطلوبة في مشروع فعلي، يمكنك اختبارها باستخدام الطريقة الموضحة في الشكل 4 أدناه.الشكل 4قم بتوصيل مقاومة قابلة للتعديل بالتوازي مع ناقل البيانات، واضبطها حتى يظل شكل الموجة المربعة غير مشوه. عند اختيار قدرة المقاومة الطرفية، يجب مراعاة حالة قصر الدائرة للواجهة. هذا يعني أنه في حالة حدوث قصر في الدائرة، سيتدفق تيار القصر مباشرةً من CANH إلى CANL. مع ذلك، فإن التيار الذي يتحمله جهاز إرسال واستقبال CAN النموذجي لا يتجاوز عشرات الميلي أمبير (بسبب إجراءات الحد من التيار الداخلية في جهاز الإرسال والاستقبال). على سبيل المثال، يتحمل TJA1044 تيارًا مقداره 50 ميلي أمبير فقط. بناءً على المعادلة P = I² * R، نحصل على 50 ميلي أمبير × 50 ميلي أمبير × 120 أوم = 0.3 واط. لذلك، تم اختيار قدرة المقاومة لتكون 0.25 واط، وهي القدرة الشائعة في حزمة 1206.