CAN（Controller Area Network）总线收发器电路的设计与研究是一个不断深入和发展的领域。以下是对该领域进展的详细概述：

一、CAN总线收发器电路的设计

1. 物理层设计：

• CAN总线收发器的物理层设计主要关注信号的传输与接收。这包括选择合适的差分信号对（CANH和CANL）、终端电阻的匹配、以及电平转换电路的设计等。终端电阻通常选择120Ω，以实现阻抗匹配，减少信号反射，确保信号在传输线上的完整性和稳定性。

• 电平转换电路的设计对于不同电平标准的设备之间的通信至关重要。例如，当CAN总线与工作在3.3V电平的微控制器交互数据时，而CAN收发器工作电压为5V时，电平转换电路可适配信号电压，保证CAN信号在不同电平环境下的完整性与准确性。

2. 数据链路层设计：

• 数据链路层的设计主要关注数据的编码、解码、帧格式、错误检测与恢复等。CAN总线采用NRZ（非归零）编码方式，通过差分信号表示显性（逻辑0）和隐性（逻辑1）状态。此外，CAN总线还具有强大的错误检测与恢复能力，包括位错误、填充错误、CRC错误等检测机制。

3. 保护电路设计：

• 保护电路的设计对于确保CAN总线收发器在异常情况下不受损坏至关重要。这包括过压保护、过流保护、短路保护等。例如，在电源引脚附近添加瞬态抑制二极管（TVS）或压敏电阻（MOV）等保护元件，以吸收过压能量，防止收发器损坏。

二、CAN总线收发器的研究进展

1. 高速化与标准化：

• 随着技术的不断发展，CAN总线收发器的传输速率不断提高。例如，ISO 11898-2:2024版本将CAN总线的最高速率从原先的CANFD行业认可的8Mbit/s提速至最高20Mbit/s，这填补了CAN与Ethernet之间的速率差距，为CAN网络的设计和开发带来了更大的灵活性。

• 同时，CAN总线收发器的标准化工作也在不断推进。目前，CAN的四种收发器（HS-CAN、CAN FD、CAN SIC、CAN SIC XL）均已达到ISO国际标准水平，为CAN总线技术的应用提供了更广泛的支持。

2. 电磁兼容性（EMC）性能的提升：

• 电磁兼容性是CAN总线收发器的重要性能指标之一。为了提高EMC性能，研究人员在收发器的设计和外围电路的布局上进行了大量工作。例如，在收发器的输入和输出端添加共模电感（CMC）等滤波元件，以抑制共模噪声的干扰；同时，优化收发器的内部电路设计和布局，减少电磁辐射和干扰。

3. 低功耗与智能化：

• 随着物联网和智能设备的普及，低功耗和智能化成为CAN总线收发器的重要发展方向。研究人员通过优化收发器的电源管理电路和信号处理算法，降低其功耗；同时，引入智能化功能，如自动休眠/唤醒、故障自诊断等，提高收发器的可靠性和易用性。

4. 新材料与新工艺的应用：

• 新材料和新工艺的应用为CAN总线收发器的设计和制造带来了更多可能性。例如，采用先进的半导体材料和工艺制造收发器的核心电路，提高其集成度和性能；同时，利用3D封装、系统级封装等先进技术，实现收发器的小型化和高密度集成。

综上所述，CAN总线收发器电路的设计与研究在不断深入和发展。通过不断优化物理层和数据链路层的设计、提高保护电路的性能、推进标准化工作以及引入新材料和新工艺等举措，CAN总线收发器的性能将不断提升，为汽车电子、工业自动化等领域的应用提供更加可靠、高效和智能化的解决方案。