汽車電子系統(tǒng)接地及CANDT地偏移測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

汽車電子系統(tǒng)接地及CANDT地偏移測試系

統(tǒng)設(shè)計(jì)伴隨越來越多的高科技汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用,如何解決汽車電子系統(tǒng)的電磁兼容問題，提高汽車的可靠性和安全性，已經(jīng)成為一個(gè)非常重要和迫切的問題。然而接地設(shè)計(jì)作為根治電磁兼容問題方法之一，地偏移測試顯得就尤為重要了，因此本文對接地設(shè)計(jì)及地偏移測試進(jìn)行了解讀。一、整車系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)1、地線的意義地線在汽車上不僅僅是一個(gè)接點(diǎn),它是一個(gè)綜合的系統(tǒng)的汽車電氣系統(tǒng)，它的主要功能有：?提供給直流負(fù)載、交流負(fù)載和瞬變負(fù)載電流回路，連接蓄電池或發(fā)電機(jī)的負(fù)極端；?提供電壓給傳感器、通訊系統(tǒng)、單端數(shù)字輸入等；?靜電屏蔽，隔離外部RF輻射；?提供靜電放電泄流,ESD保護(hù);?汽車天線的地平面;?降低電平誠小腐蝕。2、 地線可靠性地線回路的可靠性主要由以下幾個(gè)主要關(guān)鍵因素決定：?接地金屬的連接面，包括接地板之間、接地線和接地板之間的連接情況；?涂覆層及潤滑油對傳導(dǎo)地線連接板及其緊固件的影響；?潛在的腐蝕；?潛在的機(jī)械退化。3、 汽車上接地的符號(hào)以及接地回路見下整車電氣地:主要為DC回路中發(fā)電機(jī)和蓄電池，以及AC回路中所有產(chǎn)品RF地;整車結(jié)構(gòu)地:標(biāo)識(shí)為汽車結(jié)構(gòu)件（例如發(fā)動(dòng)機(jī)、白車身等）接地標(biāo)識(shí);ir正Jj產(chǎn)品電路接地:產(chǎn)品電路接地，包括模擬地、數(shù)字地都可以使用此符號(hào)；4、實(shí)車使用的接地結(jié)構(gòu)圖TYPICALWHOLEVEHICLEGROUNDSTRUCTURE.Hood^wr/lAale'Dedilid A-AttflchrrmPeiris伸席MournorV昂岫 * Pto8的Cha?驅(qū).Hood^wr/lAale'Dedilid A-AttflchrrmPeiris伸席MournorV昂岫 * Pto8的Cha?驅(qū)mSod/配）-MDoorliftgateDeckid —.GroundstrapH雌 T- 匚折圖1實(shí)車的接地結(jié)構(gòu)圖此為實(shí)車使用的接地結(jié)構(gòu)圖，其中所有的接地最終回到蓄電池和發(fā)電機(jī)的負(fù)極端。隨著頻率的增大,回路的阻抗也

會(huì)增大，最終會(huì)導(dǎo)致電流流過不希望的回路，出現(xiàn)共模干擾,進(jìn)而產(chǎn)生EMC效應(yīng)，損壞產(chǎn)品。那么大家會(huì)問為什么地偏移會(huì)產(chǎn)生共模干擾呢?提到共模干擾不得不說差模干擾，下面我們一起了解一下吧。二、共模干擾與差模干擾電器設(shè)備的通信線，與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路，至少有兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào)，在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體，這就是"地線"。電壓和電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時(shí)有兩種形態(tài)，一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸，我們稱之為"差模"；另一種是兩根導(dǎo)線做去路，地線做返回傳輸，我們稱之為"共模”。載員或?sr■載員或?sr■如上圖，藍(lán)色信號(hào)是在兩根導(dǎo)線內(nèi)部作往返傳輸?shù)?，我們稱之為"差模";而黃信號(hào)是在信號(hào)與地線之間傳輸?shù)?，我們稱之為”共?！?。任何兩根電源線或通信線上所存在的干擾，均可用共模干擾和差模干擾來表示:共模干擾在導(dǎo)線與地（機(jī)殼）之間傳輸，屬于非對稱性干擾，它定義為任何載流導(dǎo)體與參考地之間的不希望有的電位差;差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸，屬于對稱性干擾，它定義為任何兩個(gè)載流導(dǎo)體之間的不希望有的電位差。在一般情況下，共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小。圖3為共模干擾。共模干擾的電流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。電氣設(shè)備對外的干擾多以共模干擾為主，外來的干擾也多以共模干擾為主，共模干擾本身一般不會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生危害,但是如果共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_，干擾就嚴(yán)重了，因?yàn)橛杏眯盘?hào)都是差模信號(hào)。如圖4為差模干擾。圖4差模干擾的電流大小相等，方向（相位）相反。由于走線的分布電容、電感、信號(hào)走線阻抗不連續(xù)，以及信號(hào)回流路徑流過了意料之外的通路等，差模電流會(huì)轉(zhuǎn)換成共模電流。發(fā)生了地偏移為了保證車網(wǎng)絡(luò)能夠正常通信，沒有錯(cuò)誤幀的出現(xiàn)，需要進(jìn)行整車的地偏移測試。三、CANDT地偏移測試1、 測試目的本測試用例用于檢查發(fā)生地偏移故障狀態(tài)過程中DUT的CAN總線通信狀態(tài)，并檢查該故障修復(fù)后DUT是否能夠恢復(fù)CAN總線通信。2、 判斷依據(jù)在地偏移電壓從0V變化至2V（用戶可設(shè)置該范圍）過程中，不允許DUT出現(xiàn)CAN總線通信故障（如:發(fā)送錯(cuò)誤幀等）。3、 測試原理及步驟?配置控制板至地偏移測試模式；?配置并開啟DUT電源；?CANScope正常模式連接；?通過調(diào)節(jié)電壓源將DUT的接地電壓，直至DUT停止CAN總線通信；?恢復(fù)DUT的接地電壓為正常狀態(tài)（0V左右），使用CANScope記錄DUT發(fā)送的CAN總線數(shù)據(jù)；?分析能否正確接收報(bào)文并判定結(jié)果。本測試用于檢驗(yàn)組件的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)情況，比如一個(gè)組件的電源由蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)雙路提供，電源電壓可能不一致，導(dǎo)致地偏移發(fā)生，為了檢測CAN信號(hào)能否正常通信，可以使用ZLG致遠(yuǎn)電子的CANDT一致性測試系統(tǒng)。CANDT一致性測試系統(tǒng)CANDT一致性測試系統(tǒng)可自動(dòng)化完成CAN節(jié)點(diǎn)物理層、鏈路層及應(yīng)用層一致性測試,是當(dāng)前CAN總線測試領(lǐng)域唯一能夠進(jìn)行完善的物理層自動(dòng)化測試并導(dǎo)出報(bào)表的儀器設(shè)備，詳情架構(gòu)如下圖圖6根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)，用CANDT對總線上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的地偏移3.721.8地偏徉割試報(bào)告嫻號(hào)： 共的頁第50頁剽試項(xiàng)目6?m地儒傍」啤值利試as您郵階騏利試遮過183畛時(shí)硼文般發(fā)誼時(shí)廁試通過18X地循郡下限報(bào)文持綾拙晴閭割試通S1.1.5.1地酈上限懈Kcisonss&i 總陽報(bào)管理n系州制t；￡眼理電壓源輸出州：3.W神ftONW*^IDg0幡摧發(fā)據(jù)順］L血牝巍戒電曬鼬;rc幡岫螂總找毓眥精誤麒報(bào)義脫記由H岬咪珊蜥御）1晚E?測試完成后，用戶可導(dǎo)出自動(dòng)化測試報(bào)告，對于未通過的測試項(xiàng)目可使用CAN總線分析儀對故障進(jìn)行干擾排除并進(jìn)行