תאימות אלקטרומגנטית (EMC) נותרה אבן הפינה של אלקטרוניקה אמינה, ואין מקום הוא התפקיד שלה תובעני יותר מאשר במערכות מידע.כאשר כלי רכב מתפתחים לרכזות מקושרות עם קישורים נתונים מהירים, רדיו אלחוטיים מרובים, תצוגות ברזולוציה גבוהה, הפוטנציאל להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) כדי לשבש פונקציות הנדסיות קריטיות גדלות.

יסודות של תאימות אלקטרומגנטית ברכבים

EMC היא היכולת של מערכת אלקטרונית לתפקד כראוי בסביבה האלקטרומגנטית המיועדת שלה מבלי להציג התערבות בלתי מקובלת בציוד אחר. בהקשרים של הרכב, סביבה זו היא קשה במיוחד: עשרות יחידות בקרה אלקטרוניות (ECUs), מנועים, פועלים, קווי חשמל בדרגה גבוהה, ו transceivers אלחוטיים כולם חולקים כאש מתכתי קומפקטי.

  • (ב)המכשיר אינו חייב לחדור אנרגיה אלקטרומגנטית מעל מגבלות שנקבעו שעלולות להפריע במערכות אחרות.
  • (FLT:0) תחמושת (הצלחה) , 1:1 - המכשיר חייב לסבול רמות צפויות של אנרגיה אלקטרומגנטית חיצונית ללא הפחתת ביצועים.

זוגות אנרגיה אלקטרומגנטיים בין מעגלים באמצעות ארבעה נתיבים עיקריים: עריכת (באמצעות חוטים או מעקות כוח), קורנת (באמצעות חלל כמו שדות חשמליים או מגנטיים), קפיטל (הפיכת חשמל של שדה) ו אינדוקטיבי (ההפיכה מגנטית של טריטוריה) עיצוב EMC יעיל מנהל את כל המנגנונים ההפיכה האלה בו זמנית, לעתים קרובות באמצעות שילוב של מחוסמת, סינון, סינון, סינון, ופריסה זהירה, וסידור זהירה זהירה.

תאימות של רכב EMC נשלטת על ידי סטנדרטים בינלאומיים, בעיקר:0CISPR 25FreaLT 1 (שיטות למדידה ואמצעי מדידה להפרעות רדיו) ו-FLT:2ISO 1145203FLT 3: 3 (כלי רכב - שיטות מבחן רכיב להפרעות חשמליות מקרינת חשמל אלקטרומגנטית צרת).

אתגרים ייחודיים ב-Cyperts Industry Infotainment Systems

מערכות Infotainment מציגות יכולת ייחודית של מרכיבים רגישים EMI ו- EMI. בניגוד לבקר או חיישן מנוע פשוט, יחידת מידע מכילה מערכת ביצועים גבוהה על שבב (SoC) רץ במהירויות שעון ג'יגהארנץ, מגוון ממשקי זיכרון פשוטים (DDR, eMMC, NAND), נהגים מרובים, מגברי אודיו, USB, ומספרים של Bluetooth/אוקסולר (OCC) יכולים להיות מעורבים של GPS/Occ2, כל אחד, כל אחד, ה-FV2, או יותר, כל אחד, ה-OCC, או יותר, GNOC, כל אחד, GNOC, GNOC, GNOF.

מעגלים דיגיטליים מהירים

ליבת תהליכים ותחנות זיכרון הפועלות בתדרים מעל 1 GHz מייצרים הרמוניות עשירות שיכולות ליפול בקלות לרדיו FM, טלוויזיה, ולהקות ניידות מורשה.ללא דיכוי זהיר, הרמוניות אלה מוקרנות על ידי עקבות PCB וכבלים מחוברים, יצירת בעיות פליטה.ה פיזית של SoC, את הפריסה הדמפטטיבית שלה, ואת routing של זוגות שונים הם קריטיים.

דו-קיום אלחוטי ו-Deensitization

מערכות Infotainment משלבות לעיתים קרובות שלוש או יותר רדיו קרבה פיזית קרובה.אם כל רדיו משדר כוח שפך רעש רחב פס לתוך להקה מקבל, המקלט desensitization מתרחשת - דוגמה קלאסית היא Wi-Fi (2.4-2.48 GHz) התערבות עם Bluetooth או להקות סלולריות מסוימות.סוג זה מורכב על ידי ערבוב הרמונית מוצרים שנוצרו על ידי שעון CPU הראשי שיכולה לריבוע בתוך טרה אחת, כגון טרה-ג'יגה-ג'ר (R.

תגית: Touchscreen Noise

תצוגות גדולות, במיוחד אלה המשתמשים בטכנולוגיית TFT או OLED, דורשים נהגים בעלי מתח גבוה אותות שעון פיקסל מהיר.הפאנל עצמו יכול לפעול כמבנה קורנינג, ואת הכבלים הירכיים הנושאות נתונים וידאו (למשל, LVDS, EDP, MIPI DPI) הם ידועים לשמצה עבור קרינת רעש משותף, בנוסף, שכבת חיישן מגע קיבולית, אשר חייב להיות נוגע אותות רגישים לצלילים, או מרעש זה יכול לגעת ברקיעק.

אודיו וכוח Amplifier

מגבר אודיו בכיתה-D, המשמש בדרך כלל ב-infotainment for יעילות, לייצר רעש מעבר גבוה כי יכול להוביל בחזרה לאספקת החשמל ולקרינה מפני חוטי רמקולים.ללא סינון הולם ומגן, רעש זה יכול להיות זוג לתוך AM /FM או להפריע מודמים טלמטיים.

חלל ו-Thermal Constraints

יחידות Infotainment ארוזות בדרך כלל בגורם בצורת ראש מוגבל, לעתים קרובות מאחורי לוח המחוונים. זה כוח חלל מוגבל רכיבים להיות ארוז צפופה, עלייה בצחצוק בין עקבות להגביל את החדר עבור מגנים או ferrite beads. יתר על כן, המתחם הקטן מרתיע את זרימת האוויר, אשר יכול להפיג את הביצועים של חומרים מפרשים ו capacitors אם יש דירוג ערכים.

אסטרטגיות עיצוב עבור EMC Compliance

עיצוב EMC חזק מתחיל עם לוח המעגל המודפס (PCB) פריסה ומרחיב באמצעות שילוב ברמת המערכת.אסטרטגיות הבאות הוכחו כדי להפחית את EMI ולשפר חסינות במערכות מידע רכב.

המונחים: PCBout and Stack-Up

שכבת הערימה חייבת לספק מטוסי התייחסות רצופים עבור אותות מהירים. השתמש לפחות ארבע שכבות: העליון (החתימה), מטוס קרקע (מסוים, בלתי מעצורים), מטוס כוח (חלק כנדרש), ותחתית (סימן) עבור לוחות בעלות ברית גבוהה מאוד, שישה או שמונה שכבות הם נפוצים, עם מטוסים קרקע ייעודיים הסמוכים לכל שכבת אות לשליטה ולהפחית את אזור ה-Lubtlotation:

  • מסלול עקבות מהירות גבוהות (שעון, נתונים DDR, וידאו) כפסים בין מטוסים קרקעיים.
  • לשמור על עובי דיאלקטרי כדי להשיג 50 ⁇ או 100 תנופה שונה.
  • להימנע ממילוי המטוס הקרקע עם דרך חור דרך; לספק נתיבי החזרה ללא הפרעה.
  • אנלוגיה נפרדת, דיגיטלית ואספקת חשמל מחלקים עם פערים פיזיים או עשבים, ולהשתמש גשרים בנקודה אחת לשלוט בלולאות קרקע.

טוהר וכוח

Grounding הוא אחד האלמנט החשוב ביותר של EMC שליטה. השתמש בכוכב - או Mesh-ground התוכנית קשורה ה- chassis במיקום אחד. על ה- PCB, ליצור קרקע של השפעה נמוכה על ידי שימוש במספרים באמצעות צמידים לרכיבים קרקעיים למחזור.עבור שלמות כוח, מקום decoupling capacitors עם אורך קצר מאוד בכל סיכה כוח.

טכניקת מגן

מחסימת מחסנים (cans) משמשים נרחב להכיל קרינה מ-SoCs, זיכרון ומודולים אלחוטיים.המגן חייב לעשות דחייה נמוכה, חיבור חשמלי רציף אל המטוס הקרקע באמצעות מספר נקודות מכר או כרטיס גז. עבור תדרים מעל 1 GHz, ים וחטים יותר מ-λ/20 יכול להדליף; לכן, להשתמש במגן יכול עם הרבה מעבר למטרים דרך חללים לא יותר מ- 3 מ"מ"מ"מ"מ"מ אחד, במיוחד עבור מעגלים רגישים, במיוחד עם מעגלים רגישים או מ- λ

מגן הכבלים חשוב באותה מידה. Unshielded-pair (UTP) כבלים עבור USB או Ethernet יכול להתקרר; להשתמש מגן מעוות מעוות (STP) ולהבטיח שהמגן יסתיים לקרקע אסאסה בשני הקצוות עם חיבור נמוך-inductance.

פילטר ו-Freite Components

פליטות מותאמות על קווים I / O ו כבלי חשמל מדוכאים באמצעות חנקות משותף (CMCs) ו-ferrite beads. עבור יישומי רכב, לבחור חומרים מפרשים עם אימפולס גבוה בלהקות התדר הרלוונטיות (לעיתים קרובות 30 M-1 GHz) Pi-filters (capacitor-fer-cap-cap-cap-capacitor) יעילים על חשמל עבור זוגות שונים (Moderal), שימוש נפוץ D.

על הכוח קלט ליחידת ה-infotainment, מסנן רב-שלבי באמצעות שילוב של קווי סדרה ו- shunt capacitors to chassis קרקע יכול למנוע רעש שבוצעו מלהגיע אוטובוס 12-V של הרכב באופן דומה, כל אחד מפלט DC-DC צריך להיות LC-type לאחר סינון (L= 1-10 μH, C= 10-100 μF) כדי להפחית את ה-ple.

בחירה ופירוק

בחר רכיבים עם ביצועי EMC המוצהרים, כגון גנרטורי שעון ספקטרום (SSCG) אשר להפחית את פליטת פליטות השיא על ידי הפצת אנרגיית השעון בטווח תדר קטן. להימנע משימוש במהירות השעון הגבוהה ביותר; לבחור את הנמוך ביותר העומד בדרישות ביצועים. בעת בחירת דגי או מפרשים, לבחור את אלה עם אחוזי סלסול מבוקרים כדי למזער נזקים גבוהים.

חלוקת ה- PCBplan כך: (1) חלקים דיגיטליים מהירים מופרדים פיזית מקטעי אנלוגיה ו RF לפחות 5 מ"מ, רצוי עם מוטט נחושת מוטבע; (2) מחברים אנטנה ממוקמים ליד הקצה ועד כמה שיותר מ גנרטורים שעונים; (3) פלטי מגבר בינוני-D נשמרים בצד השני של הלוח ממודולים ה- GPS וה- GPS.

הנדסת מכונות מבוססת EMI Mitigation

חברת Firmware יכולה לשחק תפקיד פעיל בהפחתת שעון EMI. Spread-spectrum הוא לעתים קרובות תצורה; המאפשר לו להפחית את פליטות הקרינה המפוארות על ידי 6-10 dB. Time-domain מרובותxing של טרנזירים אלחוטיים (למשל, העברת Bluetooth רק במהלך פליטות של Wi-Fi) מופחתת בהפרעות של CPUt שעון מתחת לעומסים אלקטרומגנטיים.2, בנוסף לעומסים.

תקני בדיקות EMC והסמכת

מערכות מידע לרכב חייבות לעבור סוללה של בדיקות כדי להפגין עמידה בסטנדרטים בתעשייה.שני הסטנדרטים העיקריים הם CISPR 25 (התמריצים והקרינה) ו- ISO 11452 (חסינות מוגברת) תקנים נוספים המכסים את השחרור האלקטרוסטטי (ISO 10605), חסינות מתמשכת (ISO 114-4/5-7), והמשך התגברות על התפוקה (ISO 7637).

  • (FLT:0CISPR 25GFLT:1) - שיטות מדידה Defines ומגבלות להפרעה רדיו בטווח התדר 150 kHz ל 2.5 GHz. Emissions נמדדים הן ממרכיבים (על ספסל מבחן עם קו 50 קידוד רשת דקירה) ומרכב כולו. Limits על ידי שירות רדיו ייעודי (למשל, AM, FM, , סלולארי, , , .
  • (FLT:0) ISO 11452-2/Absorber Lined Defed Enclosure (ALSE)FLT:1 - בדיקת חסינות מרדנית מ 80 MHz עד 18 GHz, עם כוחות שדה עד 200 V /m או יותר. יחידת המידע חייבת להמשיך לתפקד ללא השפלה (כפי שנקבע על ידי קריטריון ביצועים).
  • (FLT:0) ISO 11452-4/Bulk הזרקת הזרקת הנוכחית (BCI)FLT:1 - הזרקת זרמים משותפים לחבילות כבלים כדי להעריך חסינות עד 400 MHz.

בדיקות מבוצעות הן ברמת הרכיב (לפני שילוב הרכב) והן ברמת הרכב.עבור מערכת מידע, קריטריון "לא תקלה" פירושו בדרך כלל כי אודיו נשאר בלתי-סביר, התצוגה אינה מבהבת או ללכת ריק, מגע מגיב כראוי, וקישורים אלחוטיים נשארים מבוססים.

בדיקות Simulation מתקדמות ו-Pre-Compliance Testing

כדי להימנע מכשלים בשלב מאוחר וארוך, הצוותים מסתמכים יותר ויותר על כלי סימולציה אלקטרומגנטיים לניתוח EMC בשלב מוקדם של שלב 3D , מתכנתים מלאים גליים יכולים לחזות פליטות ממבני PCB, אסיפות כבל, ומכלולים. Chip-package-board מסייע למעצבים להעריך את ההשפעה של החלפת רעש לפני שהאבטיפוס הראשון בנוי.

יצרני רכב רבים דורשים כעת דוחות סימולציה של EMC כחלק מתהליך שער הפיתוח. for infotainment, זרימת עבודה סימולציה טיפוסית כוללים:

  • זרמי מחשוב נפוצים על כבל I / O בגלל החלפת רעש על PCB.
  • הערכת יעילות מגן-יכול וזיהוי תדרים חוזרים.
  • אופטימיזציה של מיקום capacitor , באמצעות פרופילים בתדרים עכבות.
  • הפיכה בין עקבות מהירות גבוהה להאכיל אנטנה.

באמצעות כלים אלה, מהנדסים יכולים להפחית את מספר אבטיפוס פיזי ולהאיץ את הזמן לשוק תוך שמירה על תאימות EMC הראשונה.

מגמות עתידיות: EMC ברכבים הבאים

מערכת המידע של מחר תתמודד אפילו יותר דרישות EMC תובעניות.כאשר כלי רכב לאמץ ממשקים גבוהים יותר של נתונים כגון 10 בסיס-T1 Ethernet (10 Mbit/s) ו- 1000 Base-T1 (1 Gbit/s), איתותים שונים בתדרים גבוהים יותר ידרוש שליטה קפדנית ופילטר משותף של תחמושת למניעת קרינה.

יתר על כן, דחיפה לכיוון נהיגה אוטונומית דורשת שמערכות השגה פועלות יחד עם מערך צפוף של מכ"ם, לידר ומודולי מצלמה הפועלים בתדרי גלי מילימטר (24 GHz, 77 GHz, ומעבר לכך) אותו ענישה ראשית המזרים וידאו עשוי גם צריך להנחות מודולי תקשורת V2X הפועלים ב 5.9 GHz.

העברת חשמל אלחוטית (WPT) כריות למכשירים ניידים הם מקור מתפתח נוסף של EMI, יצירת שדות מגנטיים חזקים בתדרים מ-85 kHz למספר יחידות של MHz. Infotainment הממוקמות ליד כריות טעינה אלחוטית יש לתכנן עם מגן נוסף ומסנן כדי למנוע התערבות עם בקר מגע או תזמון תצוגה.

לבסוף, המעבר לכלי רכב מוגדרים בתוכנה פירושו כי חומרה של מידע חייבת לתמוך בעדכונים על-פני-אוויר (טא) שעשויים לשנות תדרי שעון או פרמטרים רדיו תוכנה. שולי עיצוב חייב להיות חזקים מספיק כדי להתאים לשינויים אלה מבלי להתנגש בביצועים של EMC.

מסקנה

תאימות אלקטרומגנטית אינה מחשבה על עיצוב מידע רכב - היא משמעת הנדסית בסיסית המשפיעה על כל שכבה, מבחירת רכיב באמצעות עיצוב ותצורת תוכנה סגורה. על ידי הבנת מקורות הרעש הייחודיים ונתיבים הפיכה בתוך מערכות מידע מודרניות, ועל ידי יישום שילוב שיטתי של פריסה, ייצוב, הגנה, סינון וסימולציה, מהנדסים יכולים להשיג עמידה בסטנדרטים כגון CISPR ו-41 כלי רכב, כמו גם לפתח אסטרטגית יותר, לפתח טיפול טכני, לפתח שיטות פעולה, עיצוב אוטומטי, עיצוב, פיתוח אוטומטי, וטכנולוגיות אוטומטיות, רק הנדסת מכונות אוטומטיות, רק הנדסת מכונות אוטומטיות, ו-AEMC יעיל יותר, ניסיון, ניסיון, הנדסת מכונות אוטומטיות, ניסיון, הנדסת מכונות.