在高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下，現代汽車(chē)都配備了大量傳感器，如攝像頭、雷達、LiDAR等。車(chē)內數據通信車(chē)載網(wǎng)絡(luò )正在向速度更快的汽車(chē)以太網(wǎng)標準轉變。隨著(zhù)數據速度的增長(cháng)，噪聲抑制在這些網(wǎng)絡(luò )中的重要性也提升了。
本期推文為大家介紹的是針對最新車(chē)載網(wǎng)絡(luò )標準優(yōu)化的噪聲濾波器。
車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展
如今，汽車(chē)上都配有攝像頭、傳感器和雷達一系列等輔助駕駛電子設備。車(chē)載網(wǎng)絡(luò )負責傳輸這些設備發(fā)出的數據，并集成各種ECU（電子控制單元）。由于車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的性能直接影響車(chē)輛安全，因此其是構成汽車(chē)基礎結構的關(guān)鍵部分。目前，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )正在從當下常見(jiàn)的CAN -BUS（控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)）*1標準向通信速度更快的汽車(chē)以太網(wǎng)過(guò)渡*2。汽車(chē)以太網(wǎng)不僅可以提高數據傳輸速率，還有助于提升實(shí)時(shí)性能和強化安全性。
汽車(chē)配有各種ECU，如與動(dòng)力總成、信息娛樂(lè )系統和安全性相關(guān)的ECU，相互之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接。
車(chē)載網(wǎng)絡(luò )及噪聲抑制的關(guān)鍵性
隨著(zhù)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸不斷向更高速和更大容量發(fā)展，噪聲問(wèn)題也逐漸變得不容忽視。噪聲是一種干擾數據通信的無(wú)用信號，可能會(huì )破壞數據，導致傳感器檢測錯誤、傳輸延遲和各種電子設備故障。尤其是如今現代汽車(chē)充滿(mǎn)了電子設備，而噪聲引發(fā)的故障可能會(huì )嚴重影響汽車(chē)安全，因此噪聲抑制比以往任何時(shí)候都更加重要。
眾所周知，電子設備會(huì )產(chǎn)生電磁波。然而，如果某個(gè)電子設備在運行時(shí)既不干擾周?chē)O備，其自身也不受外部干擾源的影響，則表明該電子設備具有電磁兼容性(EMC)*3。噪聲濾波器就是實(shí)現電磁兼容性的典型元件。
顧名思義，噪聲濾波器可以消除網(wǎng)絡(luò )中不必要的信號(噪聲)，以保障數據通信的質(zhì)量；另外還可以吸收或阻斷噪聲，從而確保數據通信準確無(wú)誤。通過(guò)減少傳輸錯誤，噪聲濾波器可以最大限度地提高具有先進(jìn)功能的汽車(chē)的性能。
CAN總線(xiàn)和汽車(chē)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò )標準采用差分信號傳輸法，該方法可以抵抗外部噪聲，但來(lái)自?xún)炔侩娐返墓材Ｔ肼曂瑯訒?huì )影響兩個(gè)方向的傳輸。雖然不同類(lèi)型的噪聲都可能滲入通信線(xiàn)路，但共模濾波器專(zhuān)門(mén)用于有效消除共模噪聲，保障通信質(zhì)量。
為汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )選擇合適的噪聲濾波器十分關(guān)鍵
噪聲濾波器必須適合相應通信標準、頻率范圍和數據速率。要對汽車(chē)以太網(wǎng)和CAN -BUS進(jìn)行噪聲抑制的話(huà)，就需要具有不同特性的濾波器。即使決定采用共模濾波器，也要根據共模噪聲的消音頻率要求縮小選擇范圍。由于噪聲濾波器及其他電子元件出現故障會(huì )嚴重影響汽車(chē)安全，因此需要密切關(guān)注噪聲濾波器的使用壽命、耐用性和可靠性。
TDK的共模濾波器采用專(zhuān)有設計和繞線(xiàn)技術(shù)，其高性能廣受好評，在汽車(chē)應用的共模濾波器領(lǐng)域占有較大市場(chǎng)份額。此外，我們還成功開(kāi)發(fā)了可兼容10BASE-T1S 標準的產(chǎn)品，領(lǐng)先于競爭對手。
近年來(lái)，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展和電動(dòng)汽車(chē)的普及，人們對汽車(chē)噪聲控制的需求日益強烈，因此EMC技術(shù)在汽車(chē)設計中的重要性也日趨顯著(zhù)。在采用TDK的 ACT系列共模濾波器的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中，除了傳統CAN-BUS，汽車(chē)以太網(wǎng)等高速網(wǎng)絡(luò )也得到快速應用，足以滿(mǎn)足高速、大容量通信的需求。
除了具備強大的噪聲抑制功能外，濾波器還要表現出良好的平衡特性，避免通信的信號受到不利影響。此外，汽車(chē)電氣化與多功能化也擴大了共模濾波器在電源線(xiàn)中的應用，TDK將持續拓展其共模濾波器產(chǎn)品系列，以滿(mǎn)足這一發(fā)展趨勢。車(chē)載噪聲抑制元件的市場(chǎng)預計還將繼續擴大。TDK不僅將設計和開(kāi)發(fā)元器件，還將提供全面的 EMC解決方案，包括提供評估服務(wù)和對策建議，從而為汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展貢獻力量。
TDK 共模濾波器在汽車(chē)中的應用
隨著(zhù)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )變得速度更快、更復雜性，由噪聲引發(fā)的挑戰比以往任何時(shí)候都更加嚴峻。幸運的是，共模濾波器及其他噪聲濾波器有助于克服這一挑戰，并支持著(zhù)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的長(cháng)足發(fā)展。為車(chē)載網(wǎng)絡(luò )環(huán)境選擇合適的噪聲濾波器（多種標準可選）有助于進(jìn)一步提升汽車(chē)的安全性和性能。一個(gè)小小噪聲濾波器所蘊藏的技術(shù)有望為整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展提供巨大支持。
TDK擁有豐富的噪聲濾波器產(chǎn)品系列，包括可匹配CAN-FD和Flex-Ray等網(wǎng)絡(luò )標準的產(chǎn)品。
術(shù)語(yǔ)解說(shuō)
*1 - CAN-BUS（CAN總線(xiàn)協(xié)議）：全稱(chēng)控制器局域網(wǎng)總線(xiàn) (Controller Area Network Bus)，是車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中應用最廣泛的串口通信協(xié)議。
*2 - 以太網(wǎng)：個(gè)人電腦和電子設備最常用的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準。作為車(chē)載網(wǎng)絡(luò )標準，也越來(lái)越受歡迎。
*3 - EMC：全稱(chēng)電磁兼容性 (Electromagnetic Compatibility)，表示電子設備在噪聲方面的性能，具體分為 EMI（電磁干擾）和 EMS（電磁感應強度），前者指設備本身發(fā)出的噪聲，后者指設備對外部噪聲的反應。 |
