如何使用示波器进行高速CAN总线诊断
2025-10-17
在之前文章介绍了用万用表进行高速CAN总线诊断,但是万用表的局限性在于测量电压时仅显示平均值,无法反映实际信号动态。此时为了捕捉更准确的信号动态,需要使用示波器,通过示波器精确测量电压电平,以此来评估信号质量(如波形是否干净、有无干扰)。

同样地,在正式使用示波器进行测量前,我们掌握高速CAN总线的一些基本信息。
1、高速CAN总线的基本信息
CAN网络中的物理信号是基于差分信号进行传输,具体的差分电压取决于所使用的总线接口。高速CAN总线接口是根据ISO 11898-2定义来的,具体如下所示:

静止时, CAN H和CAN L均为2.5V;有源时,CAN H是3.5v,CAN L是1.5v。
CAN报文在物理信号层面通过差分电压传输,逻辑“1”对应差分电压0V,即隐形电平(recessive);逻辑“0”对应差分电压2V,即显性电平(dominant)。
而实际测量时会发现CAN H和CAN L的电压时有波动的,因此高速CAN收发器将超过0.9V的差分电压当做显性电平,低于0.5V的差分电压被当做隐性电平。

以上就是就电压来看,CAN总线电压状态的定义,这也就意味着当使用示波器进行CAN总线测量时,如何与上述的定义相符,那么意味着CAN总线信号传输在物理层面应该是正常的,但是如果不相符,那意味着CAN总线可能存在故障,下面我们就来了解从电压测量情况都可以识别哪些故障。
2、示波器进行高速CAN总线诊断
情况1:正常运行
当CAN H和CAN L均为2.5v时,总线为隐性(静止)。当CAN H电压上升和CAN L电压下降,形成2v差分电压,如下所示为正常的高速CAN总线信号的范围,其中CAN H为红色,CAN L为蓝色。

情况2: CAN H与接地短路
如果CAN H电线的绝缘层损坏,接线可能会与车身接触,或者在ECU中与接地短路。

此时示波器测量到CAN H和CAN L的电压情况如下图:

我们可以看到CAN H(红色)正好是0v,因为它与接地短路,而CAN L(蓝色)略高于0,当放大此信号时,这种将变得更加清晰。由此可以得出结论 CAN H与地短路。
情况3:CAN L与接地短路
如果CAN L电线的绝缘层损坏,接线可能会与车身接触,或者在 ECU 中与接地短路。

此时示波器测量到CAN H和CAN L的电压情况如下图:

我们可以看到CAN L为0v,有一些可见的噪声,但我们可以忽略它。同时每次都能看到CAN H上升的电压波形,但这还不足以开始传输。另外,CAN L的电压始终低于CAN H的电压(红色总是高于蓝色),这种现象就意味着CAN L与接地短路。
情况4:CAN H与负载短路
如果线束中多根电线(包括CAN H)的绝缘层损坏,则布线可能会相互接触,或者在ECU中用正导短路。

此时示波器测量到CAN H和CAN L的电压情况如下图:

我们可以看到CAN H已上升到约12v的板载电压,CAN L的电压也上升了,并且仍在尝试通过降低信号进行通信。因为没有通信,负电压峰值不断重复。
情况5:CAN L与负载短路
如果线束中多根电线(包括CAN L)的绝缘层损坏,则布线可能会相互接触,或者在ECU中用正导短路。

此时示波器测量到CAN H和CAN L的电压情况如下图:

我们可以看到CAN H和CAN L均为12v,但是CAN L的电压比CAN H高 200mV左右,CAN L已将CAN H消除,这表明 CAN L与负载短路。
情况6:CAN H与CAN L短路
当CAN H和CAN L连接时,CAN L会改变CAN H的电压幅度。它俩短路可能由这两条CAN总线的绝缘已经磨损,或者由于ECU电路板的缺陷引起。

此时示波器测量到CAN H和CAN L的电压情况如下图:

此时,可以看到CAN H和CAN L两个通道上的电压均为 2.5v。
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