【導讀】在高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術快速發(fā)展的推動下，現(xiàn)代汽車都配備了大量傳感器，如攝像頭、雷達、LiDAR等。車內(nèi)數(shù)據(jù)通信車載網(wǎng)絡正在向速度更快的汽車以太網(wǎng)標準轉變。隨著數(shù)據(jù)速度的增長，噪聲抑制在這些網(wǎng)絡中的重要性也提升了。
在高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術快速發(fā)展的推動下，現(xiàn)代汽車都配備了大量傳感器，如攝像頭、雷達、LiDAR等。車內(nèi)數(shù)據(jù)通信車載網(wǎng)絡正在向速度更快的汽車以太網(wǎng)標準轉變。隨著數(shù)據(jù)速度的增長，噪聲抑制在這些網(wǎng)絡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載網(wǎng)絡標準優(yōu)化的噪聲濾波器。
車載網(wǎng)絡的發(fā)展
如今，汽車上都配有攝像頭、傳感器和雷達一系列等輔助駕駛電子設備。車載網(wǎng)絡負責傳輸這些設備發(fā)出的數(shù)據(jù)，并集成各種ECU（電子控制單元）。由于車載網(wǎng)絡的性能直接影響車輛安全，因此其是構成汽車基礎結構的關鍵部分。目前，車載網(wǎng)絡正在從當下常見的CAN -BUS（控制器局域網(wǎng)總線）*1標準向通信速度更快的汽車以太網(wǎng)過渡*2。汽車以太網(wǎng)不僅可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，還有助于提升實時性能和強化安全性。
汽車配有各種ECU，如與動力總成、信息娛樂系統(tǒng)和安全性相關的ECU，相互之間通過網(wǎng)絡連接。
車載網(wǎng)絡及噪聲抑制的關鍵性
隨著車載網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸不斷向更高速和更大容量發(fā)展，噪聲問題也逐漸變得不容忽視。噪聲是一種干擾數(shù)據(jù)通信的無用信號，可能會破壞數(shù)據(jù)，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(xiàn)代汽車充滿了電子設備，而噪聲引發(fā)的故障可能會嚴重影響汽車安全，因此噪聲抑制比以往任何時候都更加重要。
眾所周知，電子設備會產(chǎn)生電磁波。然而，如果某個電子設備在運行時既不干擾周圍設備，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。噪聲濾波器就是實現(xiàn)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)絡中不必要的信號(噪聲)，以保障數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量；另外還可以吸收或阻斷噪聲，從而確保數(shù)據(jù)通信準確無誤。通過減少傳輸錯誤，噪聲濾波器可以最大限度地提高具有先進功能的汽車的性能。
CAN總線和汽車以太網(wǎng)等網(wǎng)絡標準采用差分信號傳輸法，該方法可以抵抗外部噪聲，但來自內(nèi)部電路的共模噪聲同樣會影響兩個方向的傳輸。雖然不同類型的噪聲都可能滲入通信線路，但共模濾波器專門用于有效消除共模噪聲，保障通信質(zhì)量。
為汽車網(wǎng)絡選擇合適的噪聲濾波器十分關鍵
噪聲濾波器必須適合相應通信標準、頻率范圍和數(shù)據(jù)速率。要對汽車以太網(wǎng)和CAN -BUS進行噪聲抑制的話，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(jù)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(xiàn)故障會嚴重影響汽車安全，因此需要密切關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有設計和繞線技術，其高性能廣受好評，在汽車應用的共模濾波器領域占有較大市場份額。此外，我們還成功開發(fā)了可兼容10BASE-T1S 標準的產(chǎn)品，領先于競爭對手。
近年來，隨著自動駕駛技術的發(fā)展和電動汽車的普及，人們對汽車噪聲控制的需求日益強烈，因此EMC技術在汽車設計中的重要性也日趨顯著。在采用TDK的 ACT系列共模濾波器的車載網(wǎng)絡中，除了傳統(tǒng)CAN-BUS，汽車以太網(wǎng)等高速網(wǎng)絡也得到快速應用，足以滿足高速、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(xiàn)出良好的平衡特性，避免通信的信號受到不利影響。此外，汽車電氣化與多功能化也擴大了共模濾波器在電源線中的應用，TDK將持續(xù)拓展其共模濾波器產(chǎn)品系列，以滿足這一發(fā)展趨勢。車載噪聲抑制元件的市場預計還將繼續(xù)擴大。TDK不僅將設計和開發(fā)元器件，還將提供全面的 EMC解決方案，包括提供評估服務和對策建議，從而為汽車行業(yè)的進步和發(fā)展貢獻力量。
TDK 共模濾波器在汽車中的應用
隨著車載網(wǎng)絡變得速度更快、更復雜性，由噪聲引發(fā)的挑戰(zhàn)比以往任何時候都更加嚴峻。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(zhàn)，并支持著車載網(wǎng)絡的長足發(fā)展。為車載網(wǎng)絡環(huán)境選擇合適的噪聲濾波器（多種標準可選）有助于進一步提升汽車的安全性和性能。一個小小噪聲濾波器所蘊藏的技術有望為整個汽車行業(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)絡標準的產(chǎn)品。
術語解說
*1 - CAN-BUS（CAN總線協(xié)議）：全稱控制器局域網(wǎng)總線 (Controller Area Network Bus)，是車載網(wǎng)絡中應用最廣泛的串口通信協(xié)議。
*2 - 以太網(wǎng)：個人電腦和電子設備最常用的有線網(wǎng)絡標準。作為車載網(wǎng)絡標準，也越來越受歡迎。
*3 - EMC：全稱電磁兼容性 (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。
文章來源：TDK中國
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