实例分析-汽车内电磁环境的建模分类

1、.：.；实例分析-汽车内电磁环境的建模分类汽车电子化的进展迅速，曾经进入了运用电子技术实现高端功能的时代。与此同时，在设计阶段便思索电磁环境的做法也愈发重要。汽车整体和开发的全部工序都需求在充分认识到EMCElectro-magnetic Compatibility的体系中实施。也就是说，“EMC设计框架曾经是不可或缺的机制。 这一机制包括了设计技术、EMC对策、系统开发、交流等产品化所需求的技术和体制。假设可以按照消费一线的实践情况对这些进展恰当的整理，那么就可以灵敏应对人们对于汽车的需求变化。 在这里，笔者将以汽车导航系统车载导航仪设计一线的阅历为根据，从汽车部件厂商的角度出发，引见对车载

2、设备EMC的思索方法、以及设计流程的一部分。 电磁辐射强度随着车载导航仪的高性能而增大 首先引见车载导航仪的多功能化和高速化。众所周知，车载导航仪的出发点是导航，然后才是经过DSRCDedicated Short Range Communications 、电视、挪动网络等通讯手段与车外相衔接。如今，车载导航仪已不再是单纯的指路工具，而是开展成为了可以借助各类供应商进展多种内容交换的双向交流安装。为了向驾驶员提供平安、放心、便利、温馨的驾驶环境，车载导航仪正在向结合人与机械这里指汽车的HMIHuman Machine Interface中心转变图1。 图1：汽车多媒体全球导航仪从“指路安装转变

3、成了向驾驶员提供“贴心效力和“愉悦心境的“HMI中心。(点击放大)今后，车载导航仪的多媒体化还将继续开展，在兼顾前面提到的“平安放心、“便利温馨这两个主轴的同时，不断添加功能图2。因此，与EMC相关的技术也将愈发重要。比如，当车载导航仪可以与车辆内各个仪器联动，协助防止冲撞时，车载导航仪本身作为传感器，就需求较高的可靠性。这时，抗扰度对于电磁噪声的耐受性就会成为课题。而且，随着车内外网络的拓展，防止与外部仪器之间相互关扰的EMC技术也愈发重要。在声音识别和停车辅助等车载导航仪本身的多功能化，以及音视频文娱功能的一体化进程中，思索电磁噪声的发射问题是不可逃避的课题。 图2：车载导航仪的多媒体化在

4、兼顾“贴心效力和“愉悦心境的同时添加功能。EMC成为重要课题。CPU和内存的辐射增大 在这里，让我们来回想一下车载导航仪的开展历史。1987年作为电子地图显示安装问世的车载导航仪，首先于1990年实现了搜索前往目的地途径和指路的功能，然后，到1995年左右，指路实现了语音化。接着，进入2000年以后，与各种网络效力联动的多媒体化得到了开展。 为了实现上述提高，车载导航仪的性能得到了稳步提高。以途径搜索时间为例，2007年与1990年相比，时间缩短到了1/10以下。位置误差精度实现了1/6以下的高精度化图3。 图3：性能的变化图在从导航仪向语音导航仪、多媒体型导航仪转变的过程中实现了大幅度的高速

5、化高精度化。其原动力毋庸置疑是CPU的提高即计算机系统的大规模化和时钟的高速化。车载导航仪的CPU时钟和内存总线时钟频率近来得到了快速提高图4。CPU时钟频率正在逼近上限，今后，提高性能能够要依赖在一个LSI内配置多个CPU的多CPU化进程。而另一方面，DRAM的内存总线还在以不添加位宽的前提下提高性能，因此，时钟频率的上升势不可挡。 图4：车载导航仪用CPU/DRAM的高速化趋势辐射能的预测趋于重要。芯片面积和时钟频率的添加容易导致辐射电磁噪声增大。因此，对这些辐射源的辐射进展预测管理睬逐渐成为重要环节。对于车载导航仪的中心Navi-Core，如图5a所示，CPU和总线是主要辐射源。由阅历可

6、知，直接于CPU的辐射能目的Pc与任务电压的平方、任务频率、芯片面积分别成正比，这些数值的积被作为“辐射能目的运用到了预测管理图5b注1之中。内存总线的辐射能目的Pm也同样与任务电压的平方、任务频率、内存总线位宽的积成正比。 注1CPU的电磁噪声主要有以下两个发生源：1时钟线和信号线的辐射，2驱动电路直通电流的辐射。笔者以为2占主要位置。驱动电路普通由两个晶体管的图腾柱构造组成，在时钟的边缘部分存在电流贯穿上下晶体管的时辰。该直通电流的辐射是过流进入无限接近于0的阻抗时产生的，远远大于1中充放电电流流经时钟线和信号线布线时的辐射。因此可以以为，辐射同样为2较大。 HYPERLINK china

7、.nikkeibp/bpimages/show/images/image2021/05/15/090515kei5.html t _blank 图5：车载导航仪的CPU/内存总线辐射能把这些辐射能目的的变化绘制成图表可以得到类似于图5c的增长曲线。该目的为20以下时无需特殊对策，70以下时需求从设计阶段开场实施对策，假设超越70，凭仗现有的知识那么很难找出对策。因此，2021年之后的对策技术开发将更加重要。 如上所述，随着电子电路辐射能的增大，从设计阶段开场研讨EMC曾经成为了不可或缺的步骤。 车辆的电磁环境整理为3级图6给出的树形图对于了解EMC的整体构造很有协助 ，本公司的内部培训也经常运

8、用。这是按照发射/抗扰度、传导/辐射的组合，把EMC分成四个大类进展整理的方法。其中，在设计阶段的EMC研讨和丈量精度方面，尤其需求留意的是电场的辐射。 图6：EMC的分类树在设计阶段研讨EMC时需求特别留意电场辐射噪声。(点击图片放大)EMC有国际规范，与发射相关的CISPRComite International Special des Perturbations Radioelectriques、与抗扰度相关的ISOInternational Organization for Standardization等都被制定成了规范。此外，各国和地域也经过法律对发射和抗扰度进展了规制。 而且，汽

9、车厂商为了使汽车产品可以上市，还会沿袭CISPR和ISO的思索方法，自行制定一些部分更加严厉的规范。各汽车厂商制定的发射规范与CISPR25用于维护车载接纳器的干扰波限值及丈量法相比，有时GPS频带和通讯频带的发射限值规定会偏低，对于部件厂商而言要求非常严厉。 辐射抗扰度的规范同样如此，某些汽车厂商甚至提出了在雷达频带下抗扰度为600V/m的苛刻要求。与ISO11452车载仪器的抗扰度实验规范在特定频率下的期望值为200V/m相比，需求耐受3倍的数值，所以汽车厂商要求的目的更为苛刻。 如上所述，进展设计需求从发射和抗扰度两个方面出发，在遵守EMC相关法令和汽车厂商所要求的目的的同时，使终端用户感到称心。对于设计技术人员而言，重要的是将EMC设计视为产品的根本功能之一。 但是，电子仪器的网络环境正在车内外不断拓展。车外有借助手机等的广域通讯网、借助无线LAN的狭域无线系统。车内那么遍及信息系