消費者對汽車娛樂性、安全性和互聯性的更多需求,顯著增加了車內電子組件的密度以及車載有線和無線信號的數量。
其結果是,在汽車相同的固定空間內包含的信號范圍不斷擴大
Part.1 RF抗干擾測試
對于汽車內部使用的電子元件來說,在充滿電磁波的實際環境中保持堅固耐用和正常工作是非常重要的,這些電磁波越來越多地來自手機、藍牙耳機、衛星廣播、收音機、無線互聯網、RADAR和其他無數的潛在電磁干擾源。確保魯棒性意味著要在受控環境下滿足嚴格的EMI抗干擾標準,待測的電子控制單元(ECU)通常必須嚴格遵守ISO(國際標準化組織)標準以及汽車制造商和ECU供應商之間談定的要求。
作為測試中常見的典型頻率和場強測試的例子,ISO/IEC 61000-4-21中描述了輻射射頻抗擾度測試,該測試使用包含機械式調諧器的混響室,當在給定測試頻率處獲得足夠數量的調諧器位置時,調諧器在混響室的可用空間內產生統計上的統一場,測試頻率范圍從0.4GHz到3GHz,場強高達200V/m( CW和AM)和600Vm(雷達脈沖),無論是對監測信號的電子測試設備,還是對混響室內測試人員的安全,場強都是過高的,因此,測量儀器和測試人員要在密封室外面,光纖發射器和接收器單元以及光纜將信號從混響室內的ECU傳輸到混響室外的測試設備。
上圖顯示了一個真實的抗擾度測試中偏差檢測的測試配置,從混響室內拍攝(發射天線斷電時),請注意,調諧器在混響室的右側,
混響室的左側是放置在相對介電常數小于1.4的起泡臺上的CAN總線光纖發射器,在混響室的可用空間內,光纖發射器對來自被測ECU的輸出信號進行光學轉換, 信號通過射頻硬化的光纖電纜在密閉室傳送,射頻硬化的光纖電纜通過波導從地板附近離開。
圖2 ESD槍放電到分流目標,用示波器采集和測量脈沖波形
Part.2 抗靜電測試
汽車電子元件除了要求具有抗電磁干擾能力以外,還要求具有一定的抗靜電能力。ESD抗擾度的測試等級從2 kV到25 kV不等,通常電壓逐步增加,直到達到設定的上限,在將ESD模擬器應用于待測ECU之前,必須先使用示波器進行校準, 圖2顯示了一個ESD模擬器槍,將接觸放電施加到分流目標上,該分流目標通過雙屏蔽電纜和內聯衰減器連接到示波器的50Ω直流耦合輸入。
ESD等線模擬器驗證包括表征放電脈沖波形,ISO 1060規范的第二版確定了上升時間、第一峰值電流、t1電流和t2電流作為主要的測量參數,t1和t2的電流值會隨著給定RC網絡中的R和C的值而變化,示波器能夠快速自動地表征每個測量參數。
Part.3 瞬態脈沖(EFT)測試
汽車電子產品的另一個重要測量需求是電氣快速瞬變脈沖(EFT),即電流瞬間中斷導致觸點之間產生電弧的現象。EFT的常見原因包括繼電器觸點跳動,斷路器的斷開和閉合,感性負載的切換以及設備的斷電。電觸點之間的氣隙擊穿常常觸發EFT脈沖的快速爆發,來自EFT脈沖的突然的能量突發序列可以耦合到附近的電路中,從而有可能導致汽車電子系統的數字信號問題和潛在的故障。因此,必須對電子產品進行測試,以確保在發生EFT事件時能夠安全運行。
圖3以順序模式采集的EFT脈沖串和時間戳
圖3描述了使用示波器順序采集模式以段的形式獲取的一系列EFT脈沖串,請注意,脈沖串之間的長時間間隔已通過順序采集模式消除掉,只采集期望的脈沖波形。
圖4 以順序模式采集的脈沖和時間戳
相比之下,圖4顯示了以段的形式捕獲的EFT脈沖,而不是脈沖串。
可能會采集到數以萬計的單個脈沖,請注意,此處的順序脈沖串捕獲的時間刻度是2ms/div(對應于20毫秒時間捕獲窗口),而順序脈沖捕獲的時間刻度為100ns/div(對應于1毫秒時間捕獲窗口)。