估計(jì)車載以太網(wǎng)抗干擾性能的替代技術(shù)
傳統(tǒng)汽車中,電氣信號(hào)的傳輸通過(guò)線束實(shí)現(xiàn)。隨著汽車電子部件數(shù)量的增加,汽車內(nèi)部的布線變得越來(lái)越復(fù)雜,其實(shí)現(xiàn)和對(duì)其維護(hù)成本也越來(lái)越高。汽車制造商逐漸開(kāi)始采用車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電氣信號(hào)的無(wú)線傳輸,且在搭建車載網(wǎng)絡(luò)時(shí),傾向于選擇高數(shù)據(jù)傳輸速率的以太網(wǎng)。以太網(wǎng)需要采用非屏蔽雙絞線,其它線束產(chǎn)生的干擾噪聲可能被引入到非屏蔽雙絞線中,影響車載以太網(wǎng)的通信。因而,估計(jì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能成為汽車制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。
以太網(wǎng)抗干擾性能的傳統(tǒng)評(píng)估方法是通過(guò)對(duì)以太網(wǎng)中通信波形的測(cè)量,確定以太網(wǎng)中是否出現(xiàn)干擾。而車載以太網(wǎng)由于使用環(huán)境較為惡劣,因此為保證通信品質(zhì),在非屏蔽雙絞線與通信收發(fā)器之間安裝用于優(yōu)化通信波形的均衡器。這樣,無(wú)法通過(guò)對(duì)通信波形的測(cè)量來(lái)評(píng)估車載以太網(wǎng)的抗干擾性能。車載以太網(wǎng)產(chǎn)生的干擾噪聲可分為共模噪聲和差模噪聲,因而設(shè)想引入基于共/差模兩種噪聲傳播特性來(lái)估計(jì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能。對(duì)共/差模兩種噪聲傳播特性的描述可以采用散射參數(shù),又稱S參數(shù)。S參數(shù)包含共/差模噪聲的幅值和相位信息,能夠反映車載以太網(wǎng)噪聲傳播的衰減特性。對(duì)S參數(shù)的測(cè)量可通過(guò)車載以太網(wǎng)連接的電控單元端口信號(hào)(即端口入射信號(hào)與反射信號(hào))確定。這樣便將車載以太網(wǎng)的抗干擾性能與S參數(shù)聯(lián)系到一起,基于測(cè)量的S參數(shù)估計(jì)抗干擾性能,替代原本的通信波形測(cè)量技術(shù)。對(duì)該替代技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),首先搭建含有兩個(gè)電控單元ECU(A)和ECU(B)的車載以太網(wǎng),并通過(guò)15m長(zhǎng)的非屏蔽雙絞線連接物理信道;之后進(jìn)行大電流注入(BCI)測(cè)試,測(cè)量車載以太網(wǎng)的S參數(shù),記為S1;最后只在ECU(A)上安裝靜電放電(ESD)保護(hù)原件,增大車載以太網(wǎng)的不平衡,降低其抗干擾性能,同樣進(jìn)行BCI測(cè)試,測(cè)量車載以太網(wǎng)的S參數(shù),記為S2。結(jié)果顯示,S1值顯著大于S2,即S1表示的車載以太網(wǎng)具有更高的抗干擾性能,因而可利用該技術(shù)對(duì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能進(jìn)行估計(jì)。
Miyuki Mizoguchi et al. 2016 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC),Nishio May 17-21,2016.
編譯:李臣