【摘 要】
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车载以太网具有高带宽、低成本的优点,未来的车载网络将逐渐使用域控制技术,以太网将代替原有的部分车载总线,应用到底盘控制系统当中。但是引入高速的车载以太网带来的电源
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车载以太网具有高带宽、低成本的优点,未来的车载网络将逐渐使用域控制技术,以太网将代替原有的部分车载总线,应用到底盘控制系统当中。但是引入高速的车载以太网带来的电源完整性、信号完整性、电磁发射问题是未知的,现有研究并没有对车载控制器中的以太网电磁兼容性作分析。本文以包含以太网的整车控制器为对象,对该系统的电磁兼容问题进行分析以及对电磁干问题进行抑制。具体内容如下:本文首先设计了包含以太网通信电路的整车控制器原理图与PCB,研究了标准ISO 7637-2与国标GB/T 19951所规定的电磁干扰源,设计了电源线传导干扰与静电放电抑制电路,并进行了基本的电磁兼容设计。以本文设计的整车控制器PCB为基础,以以太网芯片为对象,建立了电源分配网络集总电路模型,预测芯片电源网络的阻抗,对PCB中所有芯片进行了电源阻抗仿真,确定了阻抗超标最严重的芯片为以太网芯片。在对去耦电容寄生参数对阻抗的影响以及对前人去耦电容设计方法总结的基础上,提出了一种去耦电容优化设计方法,仿真验证此方法的合理可行,达到了目标阻抗的要求。研究以太网与CAN信号的频谱,建立了以太网1GHz信号模型,建立了以太网差分对的等效电路模型,仿真预测了以太网信号的反射、延时,根据反射超标情况提取以太网信号线的Z参数,设计阻抗匹配电路对反射进行了抑制。分析了不同数量以太网线对邻近数字信号线耦合的串扰电压以及对信号的影响。最后,本文研究了以太网信号线的传导发射问题,参考国家标准GB/T18655对150k Hz至108MHz范围内以太网线缆的传导发射进行试验,针对传导发射超标点进行不同频率不同线数以太网的电磁场分析,确定干扰的产生机理,提出了传导干扰的抑制方法,设计了共模滤波器,并进行试验验证。
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