Ringing

전송선을 따라 전달되는 신호는 특성임피던스(characteristic impedance, $Z_0$)가 갑자기 바뀌는 지점 — joint connector나 종단되지 않은(unterminated) ECU의 스텁(stub) 끝 — 을 만나면 일부가 반사돼 원래 신호로 되돌아온다. 이 반사파가 원신호와 겹치며 파형을 진동시키는 현상이 ringing이다[1].

반사되는 비율은 반사계수 $\Gamma$로 나타낸다.

$\Gamma =\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}$

여기서 $Z_L$은 반사가 일어나는 지점에서 신호가 보는 부하 임피던스다. $Z_L=Z_0$로 정합되면 $\Gamma =0$이 되어 반사가 사라지고, CAN 버스가 양 끝을 120Ω으로 종단하는 이유가 여기에 있다. 반대로 종단되지 않은 스텁의 끝은 개방(open, $Z_L\to \infty$)에 가까워 $\Gamma \to 1$로 반사가 거의 그대로 되돌아온다[1].

Ringing이 커지면 진동하는 전압이 리시버의 판정 임계값을 여러 번 오가게 되고, 스텁이 길수록 반사파가 원신호와 겹치는 시간이 늘어나 이 위험이 커진다[1].

Ringing은 차동 전압으로 실린 신호의 파형을 왜곡시키므로, 리시버가 dominant/recessive를 오판할 위험을 키운다는 점에서 CAN의 신호 무결성 확보와 직결된 문제다.

참고문헌

[1]

S. Corrigan, “SLLA270 — Controller Area Network Physical Layer Requirements”, 2008.