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    2020-3-19 17:58
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    汽车天线、移动电话与汽车感应钥匙的应用与干扰
    作者:百佳泰测试实验室/ Chris Wu 汽车的电子设备中,除了车载电脑(ECU)攸关全车的运行外,另一个开发重点即为汽车的防盗系统设计,在汽车防盗系统的设计领域中,传统靠芯片钥匙的设计方式目前已渐渐被射频识别(RFID, Radio Frequency Identification) 整合的Keyless免钥匙技术所取代,达到更全面的车辆防盗效果。 Keyless 免钥匙系统是在RFID射频识别系统技术基础上所延伸应用,基本的运作机制必须整合遥控钥匙与原本的车辆无线遥控器。可带来的方便性像是当钥匙靠近车门时无须将钥匙插入,直接拉手把或按按钮就可以自动解锁开启车门。 目前全球多家汽车电子厂商均拥有自家的Keyless免钥匙技术,例如Siemens、Valeo、TokaiRika、Bosch、Delphi等,技术底层与关注的整合应用大致类似,当用车人持有内含感应芯片之remote key 靠近车子,大约一公尺,车门即可感应卡片并运行机制。 在进行远程遥控车门启闭时,Keyless免钥匙系统还必须能透过车门遥控传递安全认证码,以确认合法使用钥匙遥控车门,由于采用RFID的芯片密码认证,自然可以避免认证数据遭无线侧录、复制,避免被盗车的风险。 浅谈Keyless智能钥匙比较需要注意事项: 1. 尽量不要跟电子装置放在一起,如手机、蓝牙喇叭或其他移动设备等,因为使用低强度的无线电波,在有磁场干扰时Keyless智能钥匙可能无法运作正常。 而如果汽车遥控器靠近手机信号辐射的位置,则RF的干扰在物理上会影响遥控的灵敏度,这会缩短车子对遥控器的接收距离甚至会导致无法感应的状况。 2. 避免接触金属物品,因与金属物品接触可能对信号产生干扰导致功能异常。 面对各种外在因素所造成的干扰,却没有一套固定的标准去预防或解决相关难题,这使得产品要做到优化设计更为难上加难,尤其是现在几乎人手一支手机的使用习惯,虽然干扰源很小却影响很大。 汽车使用的RFID频段: 对于北美制造的汽车,大多数遥控器的工作 频率 为315 MHz,对于欧洲,日本和亚洲的汽车,其工作 频率 为 433.92MHz 。 而频率应用到实际解锁情境,当车主按下车门手把上的按钮时,会发送13.56KHz 的低功率信号至遥控器,此时遥控器会经由 RF chip发送315MHz频率信号给汽车,一旦通过相互身份验证,车主便可以直接按下手把按钮解锁并打开车门,无须使用遥控器解锁。 能够产生信号干扰的无线射频信号干扰源不胜枚举。目前智能手机上,能够发送的无线信号有三种: 1. Wi-Fi 2.4G (2.412GHz~2.484GHz) 2. 蓝牙 (2.402GHz~2.480GHz) 3. NFC (13.56 MHz) Keyless免钥匙系统感应天线位置: 一般配备 Keyless免钥匙系统的汽车配置的内置天线如下(依实际车款会有不同配置)。 1. 中央控制台(Centre console) 2. 左前门把手(Door handle, left front) 3. 右前门把手(Door handle, right front) 上图中的红色环表示系统天线所覆盖的范围。 下图中的黑色按钮为车门手把解锁按钮,将把手按钮按下时系统即会透过把手天线与钥匙通信。 Key Fob 天线 遥控器天线有许多不同的样式,有早期的螺旋弹簧天线,后来普遍使用电路版印刷天线,RFID天线以及目前Key Fob所使用的线圈天线,其信号接收发送性能以及抗干扰能力也不尽相同。 汽车遥控器与手机干扰测试实例(Keyless Interference Test ) 百佳泰依下列各种信号验证对无线感应车钥Key Fob产生干扰结果: 1. Wi-Fi 2.4G Signal 2. 蓝牙 3. NFC 无线感应车钥(品牌由左由右分别为Luxgen,Mazda, Skoda): 车外接收距离干扰测试(接收距离单位: 公分): (Unit: cm) 从测试结果可以看出,不同的手机本身(Original)对于信号的干扰已可造成一定的影响,甚至搭配在特定车款的遥控器上时,其接收距离甚至只剩下不到原本的一半。 而在三种干扰的信号中,Wi-Fi信号干扰的情况较其他两种来的明显,因此在非必要情况下可以关闭手机的Wi-Fi功能以减少对遥控器感应的影响。 而汽车遥控器的天线设计与本身造型也有着相对应的关系,从测试结果可以看出,越是扁平造型的遥控器,越是容易被手机干扰或阻挡信号,反之越为立体的遥控器,其被干扰的情况则越轻微。 大部分的时候智能手机和Key Fob会一同放在至口袋或是公事包中,而当我们靠近并想要将车子解除锁定,此时按下车门手把上的按钮后却经常发现无法将车子顺利解锁,原因是汽车的 Keyless免钥匙系统容易受到RF信号的干扰,以及手机本身的金属屏蔽,特别是两者紧邻的状态,因此Keyless免钥匙系统是否有足够的能力来克服其他设备所造成的干扰为一重要课题。 而为了提升车辆的防盗保护、安全性和便利性的功能,超宽带(Ultra-Wide-Band) 技术也逐渐开始导入,将来使用内建UWB技术的手机即可以取代传统的汽车钥匙,提供更多样化的应用。 免钥匙与数字钥匙系统全方位天线检验测试服务 也许有人会问:在比手机更大的车子上整合多支天线还有什么困难,首先,针对车用天线进行安全、温度与振动等标准测试的要求更严格。其次,当今的车子不再是简单地用铁打造,这表示在决定天线安装的位置时有了更多的选择。因此天线模块必须考虑到是否适合安装在车门把手、后视镜、行李厢或保险杆,甚至是仪表板内。 不同的品牌与车款其天线接收器与控制模块依照负责的功能各有不同的设置,但是主要的用户接口都会在所对应的位置。下图针对汽车感应天线设置做了明确的说明。 依所需功能车上所布置的感应天线主要在下列位置: 1. 车侧两边的车门把手,用以感应使用者在车外时,是否开启或解除锁定。 2. 车内前后用以感应钥匙是否在车内以决定车辆可被启动。 3. 车子后方的行李箱天线用以感应车厢是否可被开启。 车上的接收天线依各家车厂设计会有不同的位置以及数量,越精密的感应则需要更多的天线设计,目前甚至可到九组之多,因此对于汽车天线的全方位性能检测则为相对重要,可依据相对位置检测感应信号强度(RSSI),感应距离是否符合要求。 以下例子为无线钥匙在实际应用上的测试,针对天线装置的总全向灵敏度TIS(TotalIsotropic Sensitivity)以及总辐射功率TRP(Total Radiated Power)进行检验,发现车身的收发确实有感应死角。 如图所示,经过TIS和TRP测试分析后,明显发现该车辆在特定角度无法感应。 百佳泰整合性验证打造最佳用户体验 汽车天线性能表现会受到许多因素影响,例如噪音、频率干扰,安装位置及车体设计,厂商除了从源头管控产品质量,确定使用的RF技术符合相关标准规范与法规限制外,更重要的是进行全面性检测,以便及早发现问题并找出对策。 如何以具竞争力的成本让多支天线能有效率地在小空间中运作,这正是目前汽车制造商团队所面临的最大挑战。因此,每一家制造商都需要具有差异化的解决方案。 而除了实体钥匙之外,车厂也准备开始导入数字钥匙,驾驶人只要将数字钥匙下载到智能手机上,只要加载这个系统后,就能远程解锁或锁上汽车,甚至启动引擎,这将大幅强化智能手机与车辆之间的连接,而系统能利用 NFC 的距离限制,以及直接链接到装置上的安全组件,确保汽车与智能手机之间拥有最高安全等级。 百佳泰测试实验室除了能够为您测试RF产品的性能表现,同时提供更进一步的除错服务,对于愈来愈多样化的车用产品也提供了以下测试做为质量的保证 · 天线性能测试 (Antenna Performance) · 无线智能钥匙质量测试 (TRS & TIS) · 车用免钥匙与数字钥匙系统验证测试 (RF performance & Security) · 车内显示器质量性能测试 (Display Performance)。 · 车内储存装置质量性能测试 (SSD Stability)。 · Wi-Fi 性能测试 (Max Throughput)。 · 导航系统质量测试 (Positioning performance)。 · 车用信息娱乐系统(IVI system Quality) · 语音助理 (Speech recognition)
  • 热度 9
    2015-9-14 15:07
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    电磁兼容测试作为 CE 认证中的最关键的测试之一,是电子电器产品的安全认证标准。电磁兼容测试包括雷击浪涌干扰( SG )、静电放电干扰( ESD )、辐射干扰( EMI )、脉冲群抗扰( EFT )、电压跌落干扰( CSS )等五种。本文 硕凯电子 工程师讲解的是1.2/50μs-8/20μs组合波雷击浪涌的测试仪器、测试设备参数、测试标准以及测试描述等。 浪涌的起因是电力系统的开关瞬态和雷电瞬态;而浪涌抗扰度试验目的是建立一个共同的基准,以评价电气和电子设备在遭受浪涌(冲击)时的性能。根据标准 IEC61000-4-5 浪涌冲击抗扰度试验一般要求,雷击浪涌发生器模拟 1.2/50 μ s 电压波形, 8/20 μ s 电流波形和组合波(电压波形: 10/700 μ s ,电流波形: 5/320 μ s ),通过耦合网络,将波形耦合至被测电路中,已达到实验目的。 1 、测试仪器 用于评估电气和电子设备电源线和内部连接线在经受来自开关及自然界雷击所引起的高能量瞬变干扰时的性能提供一个评定依据。电源浪涌发生器是严格按照国际电工委员会 IEC 颁布的 IEC61000-4-5 和 IEC801-5 标准及客户行业要求设计的,适用于国标 GB/T17626.5 标准,其性能指标全成符合标准要求,具有智能化、性能稳定、操作方便等特点产品符合并超过 IEC61000-4-5 和 GB/T17626.5 最新标准的要求,具有高可靠性、性能稳定、人性化设计等诸多特点。 2 、设备参数 输出电压波: 1.2 ± 30%/50 ± 20% μ s 输出电流波: 8 ± 30%/20 ± 20% μ s 开路电压: 0.2~6KV ± 5% 短路电流: 0.1~3KA ± 5% 虚拟阻抗: 2 Ω 浪涌叠加相位:异步或同步( 0~360 °) 浪涌叠加极性:正、负 电源输入: AC  三相五线 50/60HZ 、外接 DC  电源 耦合器:全自动耦合去耦合器( CDN ) 3 、标准 IEC610000-4-5 : 2005/GB/T17626.5-2008 4 、测试描述 该测试系统可以完成 EMC  中 EMS  测试项,针对设备电源端口(交流 / 直流) 浪涌( Lighting Surge )抗扰度试验。评价电气或者电子设备,由于开关或者感应雷电在遭受浪涌冲击的抗干扰特性。专用于用三相五线(单相)交流市电输入, DC 低压端口设备的浪涌保护端测试。
  • 热度 9
    2015-8-11 14:24
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    技术创新是硕凯电子一直以来的坚持,在阿里入股苏宁迅速成为苏宁第二大股东的时候,硕凯电子也推出了自己最新研发的产品——共模电感。 硕凯电子 新推出的共模电感 HCM2012G 系列电路保护器件能够有效解决高速差分信号传输线, USB ,和 LVDS 的电磁干扰问题,其在高速信号中难以变形,体积小、使用方便,具有平衡度佳、使用方便、高品质等优点。 共模电感定义: 共模电感( Common modeChoke ),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起 EMI ( ElectroMagnetic Interference  电磁干扰)滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。 PC 板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象,也是一个电磁干扰源。总的来说,我们可以把这些电磁干扰分成两类:串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条 PCB 走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和 PCB 地线之间的电位差引起的干扰。   共模电感工作原理   :     共模电感的滤波电路, La 和 Lb 就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同 ( 绕制反向 ) 。这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响 ( 和少量因漏感造成的阻尼 ) ;当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。   共模电感应用范围: MIPI 串行接口, MHL 移动设备。 硕凯 SOCAY 共模电感 HCM2012G 系列产品型号汇总:   本文摘自硕凯电子官网:http://www.socay.com/cn_content.php?sz=5bid=1id=541,原文标题:硕凯推出用于MIPI串行接口的共模电感HCM2012G系列电路保护器件
  • 热度 11
    2014-9-3 09:52
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        LED体积小、耗能低、寿命长、环保、低热量等优点,促使其飞速发展、被广泛应用于各个领域。其中,寿命长是LED的很重要的一个优势。要保证LED的这一优点,研发人员就要保证LED系统的良好的 EMC 和可靠性。本文根据实例解析如何检测LED系统的EMC。     LED照明器件及系统的兼容性    电子产品的兼容性问题主要是电磁兼容性(EMC),定义为设备、系统、子系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备、系统、子系统 不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的性能降低,也不会使同一电磁环境中其他设备、系统、子系统因它的电磁发射而导致或遭 受不允许的性能降低。电磁兼容性包括两方面:电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)。    前者主要表现为传导干扰和辐射干扰,传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号 通过空间耦合把干扰信号传给电网络或电子设备。而后者主要指系统对诸如静电放电、辐射、脉冲群、雷击、传导等干扰的耐受能力,即抗干扰能力。电子产品一般 划分为民用级、工业级和军用级产品,不同等级的产品有着不同的标准规定,产品在特定等级下满足这些标准的产品,被称为具有电磁兼容性。对于如何来评判产品 是否具有电磁兼容性?这就需要通过一系列的兼容性测试来完成了。   电磁兼容性EMC测试   前面已提到过,系统的电磁兼容性测试可分为电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)两方面,具体运用在LED照明器件及系统时的几个重要步骤为:   1)传导干扰   传导干扰是指LED照明器件本身产生,从而进行导体传输的电磁干扰。这种测试频率范围一般为9KHz~30MHz,属于低频现象。   2)辐射干扰   辐射干扰也是由器件自身产生,并通过空间传播形成的干扰电磁波。LED照明器件由内部电路通过产品的电线电缆或结构件外壳形成对外的辐射干扰,相当于天线发射效应。   3)谐波电流干扰   产生谐波电流的原因之一是非线性的负载,谐波电流干扰将影响电源电流的波形,使其畸变,这种干扰会对电网造成污染,必须加以控制。   4)静电放电抗干扰能力   人体带有静电,这种现象在干燥的冬季更为严重,在这种环境下的摩擦很容易导致人体携带大量的静电,此时如果人体触摸LED产品或与其邻近设备,会形成直接或间接的放电,产生的脉冲电压可能导致LED的击穿损毁,因此对LED产品的抗静电能力有非常高的要求。   5)快速瞬变脉冲群干扰的抵抗能力   产品的继电器开合或开关通断,也会对同一电路中的其他电子器件产生干扰,具有脉冲成群出现、脉冲重复频率较高及脉冲波形的上升时间短暂等特征。   6)雷击浪涌抗干扰能力   雷击在电缆上形成能量很大的浪涌电压和电流,很容易导致器件的损坏。此外,大型开关切换瞬间也会在供电线路上形成浪涌电压和电流。   7)周波跌落抗干扰能力   电压跌落、短时中断和电压变化统称为周波跌落。周波跌落干扰的抵抗能力指标考核了该LED照明器件是否具备工作在不稳定的电网中的能力。   以上测试步骤,前三项为EMI指标,后四项为EMS指标。值得注意的是,对于自整流的LED照明产品,测试时只需要对输入端进行试验,而非自整流的LED照明产品,则需要分别试验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED产品的输入端。     作为专业的欧盟授权 EMC测试 公司,北测检测(NTEK)秉承全球化技术资源及百年优质服务理念,愿以创新为驱动力,让客户盈利,与客户共同获利为我们工作的目标,走出一条“永续发展之道”。 原文地址:http://www.ntek.org.cn/html/2014/zhuanyezhishi_0530/26.html
  • 热度 8
    2014-6-9 16:59
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              在干燥的秋天或冬天的里,大家应该经历过晚上**服睡觉时衣服与衣服之间摩擦,会产生静电,人和人不小心的碰触会感到刺痛也会产生静电。早上梳头发时,头发紧挨着梳子飘起来,越梳理越乱,这种静电的产生是自然物理现象。 一、何为静电?         静电,是一种处于静止状态的电荷。当然静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高1万多伏,而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达10多万伏。静电感应是一种导体因受外电场的影响而在表面不同的部分出现正负电荷的现象。一般在其附近带电体的电场作用下,导体中的自由电子进行重新分布,直至导体内的电场的强度减小到零为止。结果靠近带电体的一端出现与它异号的电荷,另一端出现与它同号的电荷。当发生静电感应时,由静电感应所得的感应电荷,必为同时产生,且正、负电量相等。当带电体被移开时,导体上的电荷将恢复原来不带电的状态。    二、静电损害的形式   静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性能对电子元器件的三种影响:    (a)、静电吸附灰尘,降低元器件绝缘电阻(缩短寿命)。    (b)、静电放电(ESD)破坏,造成电子。    (c)、静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽(从几十兆到几千兆),对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰)          这三种形式对元器件造成的损伤,既可能是永久性的(如功能丧失,不能恢复),也可能是暂时性的(如静电放电产生的干扰使功能暂时丧失);既可能是突发失效,也可能是潜在失效。         在生活中,我们不难发现静电放电(ESD)事件是造成元器件损伤最常见和最主要的原因。 
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