종단 저항

전송 선로 끝에 달아 신호 반사를 막는 저항(termination resistor).

왜 반사가 일어나는가

케이블에는 고유한 특성 임피던스가 있다 (CAN 트위스티드 페어: 120Ω)

신호가 케이블 끝에 도달했을 때

• 임피던스가 일치하면 → 에너지가 저항에서 소비되고 끝
• 일치하지 않으면 → 에너지가 갈 곳이 없어 되돌아온다 (반사)

개방된 끝(무한대 임피던스)에서는 동일 극성으로, 단락된 끝(0Ω)에서는 반대 극성으로 반사된다.

반사가 만드는 문제

원래 신호에 반사파가 겹친다

이상적:  ┌─────────
실제:    ┌╲╱╲╱─────    ← 링잉(ringing)

→ 수신 측이 문턱 전압 근처에서 여러 번 통과 → 비트 오류
→ 특히 고속에서 심각

"짧은 배선에서는 잘 되는데 길어지면 안 된다" 는 증상의 원인이다.

언제 필요한가 — 판단 기준

신호의 상승 시간(t_rise) 과 케이블 왕복 지연을 비교한다

• 왕복 지연 > t_rise / 2 — 이면 종단 필요

케이블에서 신호는 약 5ns/m 로 전파된다.

• CAN 1Mbps, 상승 시간 약 50ns
• 왕복 25ns 이상 = 편도 12.5ns = 약 2.5m 이상이면 종단 필요

실무에서는 그냥 항상 단다. 계산이 애매하고 비용이 저항 두 개다.

CAN의 종단

[노드1]──┬────────┬────────┬──[노드N]
        노드2    노드3    노드4
 120Ω                            120Ω
  ↑ 버스 양 끝에만                  ↑

두 저항이 병렬 → 버스 전체 임피던스 60Ω

핵심 규칙 ✅ 양 끝에만 2개 ❌ 중간 노드에 달면 안 된다 → 부하가 과해져 신호 진폭이 줄어든다 ❌ 하나만 달면 반대쪽에서 반사 ❌ 스터브(분기선)는 최대한 짧게 (30cm 이내)

측정으로 확인하는 법 전원을 끄고 CAN_H와 CAN_L 사이의 저항을 측정 60Ω 근처 → 정상 (120Ω 두 개 병렬)

• 120Ω — → 하나만 달려 있다
• 40Ω — → 세 개 달려 있다 ★ 흔한 실수 ∞ → 없다

★ 모듈마다 종단 저항이 기본 실장된 경우가 많아, 여러 개를 연결하면 저항이 과다해진다. 점퍼로 끄거나 저항을 제거해야 한다. "CAN이 안 된다"의 1순위 원인이다.

RS-485에서도 동일

120Ω × 2 (양 끝)

• 페일세이프 바이어싱 저항 (아무도 송신하지 않을 때 유휴 상태 고정)

바이어싱이 없으면 모든 송신기가 하이임피던스일 때 버스가 플로팅되어 수신기가 노이즈를 데이터로 오인한다. 프레이밍 에러가 계속 발생한다.

다른 종단 방식

★ 분할 종단(split termination) — 120Ω을 60Ω 두 개로 나누고 중간을 커패시터로 접지한다. 커먼 모드 노이즈를 걸러 내 EMC 특성이 크게 좋아진다. 차량용 CAN에서 표준적으로 쓰인다.

고속 디지털 신호에서도

• SPI 를 긴 배선으로 연결하면 링잉이 생긴다
• 직렬 저항 22~33Ω 을 소스 쪽에 넣어 완화 (damping resistor)

클럭 신호에 직렬 저항을 넣는 것은 EMI 저감에도 도움이 된다.

오실로스코프로 확인

• 정상 — : 깨끗한 사각파
• 반사 — : 에지 뒤에 진동(ringing)이 보인다
• 과종단 — : 진폭이 규격보다 낮다 (CAN 차동 2V 미만) 프로브를 버스 양 끝과 중간에서 각각 대 보면 어디서 문제가 생기는지 보인다.