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车载LAN应用中,基于共模扼流线圈,村田推荐什么样的CAN静噪对策?

最新更新时间:2022-08-25
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目 录

    背景介绍

1. CAN中的电磁噪声问题和静噪元件
2. 放射噪声评估环境
3. 放射噪声评估结果
    村田推荐
4. BCi实验的测量环境
5. BCI实验结果
6. 波形评估测量条件及结果
    村田推荐:汽车用共模扼流线圈选择图
7. 总结


近年来汽车市场中电子化趋势明显,随着ADAS等附加功能的增多,每台汽车安装的电子设备数目也逐渐增加。在汽车电子化进程中,车载LAN的存在是车内各电子设备间信息传递不可缺少的。要通过车载LAN传递大量的信息,除必须要高速之外,对通信质量也有很高的可靠性要求,因此多使用车载独特的人机界面。


其中车载LAN中,CAN(Controller Area Network)被广泛普及。


1

 CAN中的电磁噪声问题和静噪元件


CAN要求通信质量有很高的可靠性,特别是对可靠性产生影响的电磁噪声。


为了电磁噪声问题不对汽车内部使用的无线通信等产生影响,除必须抑制噪声的发生外,对于从周围混入的噪声,为保证通信质量,也要求要保持高度的耐性。例如,放射噪声中,信号频率250kHz(或500kHz)的高频噪声在高水平下能够被放射到数十MHz带域。




作为CAN中的静噪对策用共模扼流线圈,村田制作所将DLW43SH商品化。


以下介绍DLW系列产生的噪声抑制效果和对波形产生影响及其评估。


为确认CAN中DLW43SH系列的效果,进行使用CAN评估用板的放射噪声评估BCI实验以及波形评估。


2

放射噪声评估环境


测试条件


使用下面星型拓扑进行了放射噪声评估。

CAN基板将吧把时钟振荡器中的250kHz/500kHz脉冲输入到A公司产的收发器的Txd中,使CAN信号发生。

接收节点将高阻抗的IC假定为开放终端。

评估系统


下图/表为放射噪声评估的系统设置和示意。





放射噪声评估的系统所使用的设备如下:



3

放射噪声评估结果 



放射噪声评估结果显示,通过追加DLW43SH系列,来确认获得的噪声抑制效果:

  • 250kHz脉冲,垂直偏振波为20.5MHz时,大约产生25dB的噪声抑制效果
  • 500kHz 脉冲,垂直偏振波为21.0MHz时,大约产生18dB的噪声抑制效果

~ 250kHz脉冲:无滤波器 .vs. 使用DLW43SH510XK2 ~

无滤波器

使用DLW43SH510XK2

无滤波器

使用DLW43SH510XK2

>>> 左右滑动查看 <<<

对比结果显示:

通过追加DLW43SH510XK2,获得噪声抑制效果。

(在垂直偏振波为20.5MHz时,噪声减少25.1dB)


~ 500kHz脉冲:无滤波器 .vs. 使用DLW43SH510XK2 ~

无滤波器

使用DLW43SH510XK2

无滤波器

使用DLW43SH510XK2

>>> 左右滑动查看 <<<


对比结果显示:
通过追加DLW43SH510XK2,获得了噪声抑制效果。
(在垂直偏振波为21.0MHz时,噪声减少17.8dB)

放射噪声评估结果总结


  • 250kHz脉冲
无滤波器的情况下,150kHz-30MHz范围内有高水平的噪声。
通过追加DLW43SH系列,获得噪声抑制效果。
(在垂直偏振波为20.5MHz时,产生大约26dB的噪声抑制效果

  • 500kHz脉冲
无滤波器的情况下,150kHz-30MHz范围内有高水平的噪声。
通过追加DLW43SH系列,获得噪声抑制效果。
(垂直偏振波为21.0MHz时,能产生大约18dB的噪声抑制效果


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4

BCI实验的测试环境


DLW43SH系列能抑制误操作,在整个频率(1MHz-400MHz)内清除100mA


测试环境


测试环境设置如下:



评估系统

调节电路

BCI实验使用设备一览




5

BCI实验结果 


根据闭环法(100mA)进行BCI实验。

通过追加DLW43SH系列,误操作被抑制。
(整个频率(1MHz-400MHz)内清除100mA)

在无滤波器的情况下,4MHz-15MHz范围内误操作发生,追加共模扼流线圈后,误操作被抑制。DLW43SH系列在整个频率(1MHz-400MHz)内清除100mA


6

波形评估测量条件及结果 


波形评估测量条件


使用以下的星型拓扑来进行波形评估。




CAN基板将时钟振荡器中的250kHz/500kHz脉冲输入到A公司生产的收发器的Txd中,使CAN信号发生。


接收节点假定高阻抗的IC作为开放终端。


波形测定滤波器透过后的CAN_H和CAN_L间的差动电压。



评估系统:通过探头测量滤波器透过后的CAN_H线和CAN_L线。从这个值来测量差动电压Vd,即(Vd = VCAN_H - VCAN_L)。

该评估系统中 DUT:CAN Transceiver (原A公司制造)。评估项目包括村田的共模扼流线圈:DLW43SH510XK2 /DLW43SH101XK2 /DLW32SH510VK2 /DLW32SH101VK2。


评估结果



与DLW43SH系列无滤波器的情况下比较,发现对波形几乎没有影响


村田汽车用共模扼流线圈选择图


汽车专用信号线选择表(双击放大)

汽车专用电源线选择表(双击放大)


7

总 结 


本次进行使用CAN的评估用板的放射噪声评估、BCI实验以及波形评估。评估结果显示:


1. 放射噪声评估

通过追加DLW43SH系列,发现能获得噪声抑制效果。
250kHz 脉冲,在垂直偏振波为20.5MHz时,产生大约25dB的噪声抑制效果
500kHz脉冲,在垂直偏振波为21.0MHz时,产生大约18dB的噪声抑制效果。

2. BCI实验
DLW43SH系列能抑制误操作,在整个频率(1MHz-400MHz)内清除100mA

3. 波形评估
与DLW43SH系列短路的情况相比较,发现对波形几乎没有影响

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