李國慶，張 林，王禮建

（上汽技術(shù)中心 （南京）電子電器部，江蘇 南京 241000）

在汽車遙控系統(tǒng)中，車身控制器接收高頻信號(hào)，并把它解調(diào)為數(shù)字信號(hào)，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解密，之后進(jìn)行認(rèn)證。目前，整車上與遙控相關(guān)的系統(tǒng)功能包含安全系統(tǒng)、門鎖系統(tǒng)、玻璃升降系統(tǒng)等，如果車身控制器與遙控器進(jìn)行無線信息交互過程中，遙控信息出錯(cuò)或受到干擾，車輛會(huì)出現(xiàn)無法設(shè)防或解防、門鎖無法遙控上鎖或解鎖、遙控升降窗等功能失效。車身控制器遙控接收出現(xiàn)問題后，車主最直觀的感受是遙控距離短及遙控不靈敏，嚴(yán)重影響客戶滿意度。通過大量的調(diào)查驗(yàn)證和測(cè)試工作，找出遙控接收效果差的根本原因，提出改進(jìn)方案。

1 影響遙控接收效果評(píng)價(jià)原因分析

圖1為遙控失效原因分析魚刺圖。按照?qǐng)D1中的各影響因素制定問題排查表，見表1。

由表1得出故障要因:遙控接收有諧振發(fā)生。

表1 問題排查表

2 要因測(cè)試排查

拿一個(gè)故障件NO.1和一個(gè)合格件NO.2進(jìn)行靈敏度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)故障件的靈敏度比正常值減小了20dB，見表2。

表2 樣品遙控接收靈敏度檢測(cè)對(duì)比

由于3.1p和3.4p都是在電容的容差范圍±0.25p之內(nèi)，說明問題的根源并不是由于電容的品質(zhì)問題。

將故障件NO.1遙控接收PCB上每一個(gè)元器件和合格件NO.2遙控接收上元器件逐個(gè)對(duì)換，每對(duì)換一個(gè)元器件，測(cè)試一遍遙控接收靈敏度，直到發(fā)現(xiàn)靈敏度明顯減少為止。通過對(duì)比測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題出在tank circuit（諧振電路）的一顆電容上面，如遙控接收系統(tǒng)硬件電路圖 （圖2）所示C5，如果將NO.1和NO.2上的電容進(jìn)行對(duì)換，故障模式從NO.1轉(zhuǎn)移到NO.2上。

利用LCR表來測(cè)量電容的容值，然后焊接在這兩塊遙控接收PCB上進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電容C5的變化對(duì)RF靈敏度的影響，見表3。

表3 C5不同容值對(duì)靈敏度影響

由表3可以得到一個(gè)粗略的靈敏度隨電容C5變化的曲線，見圖3。

由圖3可以看到，當(dāng)C5在3.3p附近時(shí)，RF的靈敏度有一個(gè)很大突變。而C5又正好使用的是3.3p標(biāo)稱值的電容，所以導(dǎo)致在批量生產(chǎn)的時(shí)候，RF測(cè)試臺(tái)有些不合格出現(xiàn)。當(dāng)靈敏度處于圖3中的上升沿位置時(shí)，靈敏度是非穩(wěn)態(tài)的值，它會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，每一次測(cè)量會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。這也是導(dǎo)致BCM工廠下線檢測(cè)時(shí)的合格件到客戶工廠變成失效件的原因。

從理論上分析，該電容C5在其容差范圍之內(nèi)，是不會(huì)產(chǎn)生如此大的靈敏度突變。為了查找導(dǎo)致靈敏度產(chǎn)生突降的根本原因，我們做了大量的測(cè)試。最后發(fā)現(xiàn)根本問題在于PCB布局 （layout）的時(shí)候，將RF接收芯片內(nèi)部的低噪聲放大器 （LNA）的輸入電路和輸出電路放置得太近，而RF匹配元件又剛好使整個(gè)電路諧振到工作的頻率附近，導(dǎo)致IC內(nèi)部的低噪聲放大器 （LNA）輸入級(jí)和輸出級(jí)發(fā)生了諧振，使得電路噪聲水平升高，導(dǎo)致靈敏度出現(xiàn)突降。

對(duì)于溫度對(duì)產(chǎn)品的影響方面，由于使用的C0G電容的溫度特性很好，并且電容的容值在常溫下是最大的，隨著溫度的升高和降低，電容的容值都會(huì)變小，見圖4。

同時(shí)，找到一個(gè)臨界的產(chǎn)品對(duì)其作溫度試驗(yàn)，來驗(yàn)證溫度對(duì)產(chǎn)品的影響。這個(gè)在常溫下表現(xiàn)為故障的產(chǎn)品，在高溫和低溫狀態(tài)下都表現(xiàn)為正常，見圖5。

綜合靈敏度隨電容C5的變化曲線，電容的容值隨溫度變化曲線，以及臨界產(chǎn)品隨溫度的變化曲線這3個(gè)曲線，可以認(rèn)為溫度不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效。當(dāng)然，對(duì)電路產(chǎn)生影響的因素還有老化、電磁環(huán)境等。

3 產(chǎn)品改進(jìn)

目前解決串?dāng)_和諧振最有效的方法是破壞其路徑。圖6是優(yōu)化過的電路，對(duì)比圖2，將LAN輸入電路中的L2去掉，C8換成22nH的電感，調(diào)整LAN輸出電路C1、 L1、C5等參數(shù)。

為了保證新改進(jìn)產(chǎn)品不會(huì)再有類似問題，我們首先吸取了在失效產(chǎn)品中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做了以下的驗(yàn)證工作。

1）最直接的方式，將新產(chǎn)品中可能發(fā)生諧振的那部分電路的電容和電感，在其取值上下一個(gè)檔次的電容和電感全部嘗試了一遍，驗(yàn)證是否還會(huì)發(fā)生諧振。結(jié)果是沒有發(fā)現(xiàn)問題。

2）做阻擾測(cè)試，對(duì)比老產(chǎn)品和改進(jìn)后的產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品各個(gè)板子特性一致性比較好，而老產(chǎn)品各個(gè)板子特性之間的差異很大，如圖7所示。

3）用大功率的信號(hào)激勵(lì)，通過掃頻的方式來觀察是否有諧振現(xiàn)象發(fā)生。新設(shè)計(jì)的PCB在掃頻測(cè)試的時(shí)候，基本不會(huì)有諧振現(xiàn)象發(fā)生，而原來的PCB在這個(gè)激勵(lì)功率下，很大的頻率范圍內(nèi)都有諧振現(xiàn)象發(fā)生。圖8為故障件PCB在進(jìn)行大功率掃頻時(shí)發(fā)生了諧振現(xiàn)象，圖9為改進(jìn)后PCB在進(jìn)行大功率掃頻時(shí)的狀態(tài)。對(duì)比圖8和圖9，改進(jìn)后的PCB諧振現(xiàn)象明顯消失，改進(jìn)措施有效。

在售后反饋中，還發(fā)現(xiàn)部分0公里遙控鑰匙故障件。在遙控鑰匙生產(chǎn)流水線，對(duì)下線檢測(cè)工具進(jìn)行升級(jí)改造，使之能夠檢測(cè)發(fā)射功率、中心頻率、靜態(tài)電流、電池電壓和按鍵操作力等項(xiàng)目，如圖10所示。屏蔽箱用于減少外界對(duì)信號(hào)的干擾，包括PCB倉盒、3個(gè)無感觸桿、高頻天線和防盜轉(zhuǎn)發(fā)器讀寫器，需要檢測(cè)行程力。PC用來顯示和儲(chǔ)存測(cè)試結(jié)果。頻譜儀用來檢測(cè)鑰匙發(fā)射功率和中心頻率，通過高頻天線與屏蔽箱連接。示波器用來檢查發(fā)射信號(hào)的報(bào)文幀長(zhǎng)度和波特率。接收器用來檢查發(fā)射信號(hào)的按鍵功能是否正確。此套設(shè)備能有效杜絕不良產(chǎn)品從生產(chǎn)線流出。

4 結(jié)束語

如今無線發(fā)射、接收在實(shí)際生活中的應(yīng)用越來越普遍，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，只有不斷地加大測(cè)試力度，使用更加新穎的測(cè)試手段，才能更多地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，提升客戶滿意度。