如何用RIGOL示波器进行CAN汽车总线测试分析
使用RIGOL示波器进行CAN（Controller Area Network）汽车总线测试和分析，可以帮助工程师们诊断和解决车辆通信系统中的问题。以下是详细的步骤和注意事项，帮助你成功地使用RIGOL示波器进行CAN总线测试和分析。
所需设备
1. RIGOL示波器：确保示波器具备CAN解码功能，如MSO5000、MSO/DS7000系列等。
2. 探头：差分探头（建议）或单端探头，用于测量CAN_H和CAN_L信号。
3. 被测设备（DUT, Device Under Test）：如车载控制模块、传感器或其他CAN节点。
4. CAN总线终端电阻：确保总线上正确接入120欧姆终端电阻。
测试步骤
1. 设置示波器
· 连接探头：将差分探头连接到RIGOL示波器的输入通道，并确保探头正确接地。如果使用单端探头，分别连接到CAN_H和CAN_L信号引脚。
· 连接被测设备：将探头的尖端连到CAN总线上，通常是CAN_H和CAN_L。
2. 基本设置
· 通道设置：选择用于测量的通道，并设置适当的垂直刻度（如1 V/div）。
· 时间基准设置：调整水平时间基准，使CAN帧能在屏幕上清晰显示。建议开始时使用较大时间范围，然后逐步缩小观察。
· 触发设置：选择合适的触发源，通常为上升沿或下降沿触发，触发电平设为信号中点（约2.5 V）。
3. 捕获和分析数据
· 捕获数据：按下示波器的"采集"按钮，开始捕获数据。确保捕获的数据量足够进行统计分析。
· 查看波形：通过放大波形，可以观察到CAN帧的详细结构，包括起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段和确认字段。
4. 使用专用工具进行信号完整性和协议分析
· 眼图分析：在示波器上生成眼图，检查信号质量。眼图可以帮助识别噪声、抖动和失真等问题。
· 抖动分析：使用示波器的抖动测量功能，评估抖动性能。包括周期抖动、周期到周期抖动及其峰峰值。
5. 协议解码
· 协议解码功能：许多RIGOL示波器支持CAN协议解码。启用此功能后，示波器会自动解析CAN帧，并显示各个字段的内容，如标识符、数据长度、数据字节、CRC等。
· 分析协议一致性：检查协议解码结果，确保发送和接收的帧符合CAN标准（如ISO 11898）。
6. 错误检测
· 错误帧检测：部分RIGOL示波器支持错误帧检测功能，能够识别总线上的错误帧，如位填充错误、格式错误、ACK错误和CRC错误。
· 总线负载分析：一些高级示波器还提供总线负载分析功能，帮助用户评估总线利用率和节点通信频率。
7. 保存和记录结果
· 保存波形和数据：在示波器上保存捕获的波形和分析结果，以便日后参考和报告。
· 记录测量条件和参数：记录所有设置参数，包括探头型号、通道配置和触发设置等，确保测量结果的可重复性。
注意事项
· 探头补偿：在测量前，确保探头已正确补偿，以避免引入额外的测量误差。
· 差分信号测量：对于CAN这种差分信号，建议使用差分探头以减少噪声和干扰。
· 示波器校准：定期校准示波器，确保其测量精度和可靠性。
· 终端电阻：确保CAN总线上正确接入120欧姆终端电阻，以保证信号完整性。
举例说明
假设你要测试一辆汽车中的CAN总线：
1. 连接探头：将高带宽的差分探头连接到CAN总线的CAN_H和CAN_L引脚，并确保探头正确接地。
2. 通道设置：选择示波器的CH1通道，设置垂直刻度为1 V/div。
3. 时间基准设置：设置水平时间基准为10 us/div，以确保CAN帧能在屏幕上完整显示。
4. 触发设置：设置触发源为CH1，触发方式为下降沿触发，触发电平设为信号的中点（约2.5 V）。
5. 捕获数据：按下“采集”按钮，开始捕获数据。确保捕获足够多的CAN帧以进行全面分析。
6. 眼图和抖动分析：在菜单中选择眼图分析和抖动分析功能，生成并查看眼图和抖动结果。
7. 协议解码：启用CAN协议解码功能，查看并分析协议字段，确保数据包符合ISO 11898标准。
8. 错误检测：启用错误帧检测功能，识别总线上的错误帧，并进行相应的排查和修复。
9. 保存和记录：保存捕获的波形和分析结果，并记录所有测量条件和参数。
通过上述步骤，你可以使用RIGOL示波器测量和分析CAN总线信号，为评估汽车网络的性能和排查故障提供可靠的数据支持。
