實(shí)例分析-汽車(chē)內(nèi)電磁環(huán)境的建模分類(lèi)

實(shí)例分析--汽車(chē)內(nèi)電磁環(huán)境的建模分類(lèi)

汽車(chē)電電子化的的進(jìn)展迅迅速，已已經(jīng)進(jìn)入入了使用用電子技技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高端功功能的時(shí)時(shí)代。與與此同時(shí)時(shí)，在設(shè)設(shè)計(jì)階段段便考慮慮電磁環(huán)環(huán)境的做做法也愈愈發(fā)重要要。汽車(chē)車(chē)整體和和開(kāi)發(fā)的的全部工工序都需需要在充充分意識(shí)識(shí)到EMMC（EElecctroo-maagneeticcCoompaatibbiliity）的的體系中中實(shí)施。也也就是說(shuō)說(shuō)，“EEMC設(shè)設(shè)計(jì)框架架”已經(jīng)經(jīng)是不可可或缺的的機(jī)制。

這這一機(jī)制制包括了了設(shè)計(jì)技技術(shù)、EEMC對(duì)對(duì)策、系系統(tǒng)開(kāi)發(fā)發(fā)、交流流等產(chǎn)品品化所需需要的技技術(shù)和體體制。如如果能夠夠按照生生產(chǎn)一線(xiàn)線(xiàn)的實(shí)際際情況對(duì)對(duì)這些進(jìn)進(jìn)行恰當(dāng)當(dāng)?shù)恼砝?，那么么就可以以靈活應(yīng)應(yīng)對(duì)人們們對(duì)于汽汽車(chē)的需需求變化化。

在這這里，筆筆者將以以汽車(chē)導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)（車(chē)載載導(dǎo)航儀儀）設(shè)計(jì)計(jì)一線(xiàn)的的經(jīng)驗(yàn)為為依據(jù)，從從汽車(chē)部部件廠商商的角度度出發(fā)，介介紹對(duì)車(chē)車(chē)載設(shè)備備EMCC的思考考方法、以以及設(shè)計(jì)計(jì)流程的的一部分分。

電電磁輻射射強(qiáng)度隨隨著車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的高性性能而增增大

首首先介紹紹車(chē)載導(dǎo)導(dǎo)航儀的的多功能能化和高高速化。眾眾所周知知，車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的出發(fā)發(fā)點(diǎn)是導(dǎo)導(dǎo)航，然然后才是是通過(guò)DDSRCC（DeediccateedSShorrtRRanggeCCommmuniicattionns）、電電視、移移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)等通信信手段與與車(chē)外相相連接。現(xiàn)現(xiàn)在，車(chē)車(chē)載導(dǎo)航航儀已不不再是單單純的指指路工具具，而是是發(fā)展成成為了能能夠借助助各類(lèi)供供應(yīng)商進(jìn)進(jìn)行多種種內(nèi)容交交換的雙雙向交流流裝置。為為了向駕駕駛員提提供安全全、放心心、便利利、舒適適的駕駛駛環(huán)境，車(chē)車(chē)載導(dǎo)航航儀正在在向聯(lián)結(jié)結(jié)人與機(jī)機(jī)械（這這里指汽汽車(chē)）的的HMII（HuumannMaachiineIntterffacee）中心心轉(zhuǎn)變（圖圖1）。

圖1：汽車(chē)車(chē)多媒體體全球?qū)?dǎo)航儀從從“指路路”裝置置轉(zhuǎn)變成成了向駕駕駛員提提供“貼貼心服務(wù)務(wù)”和“愉愉悅心情情”的“HHMI中中心”。((點(diǎn)擊放放大)

今后，車(chē)車(chē)載導(dǎo)航航儀的多多媒體化化還將繼繼續(xù)發(fā)展展，在兼兼顧前面面提到的的“安全全放心”、“便便利舒適適”這兩兩個(gè)主軸軸的同時(shí)時(shí)，不斷斷增加功功能（圖圖2）。因因此，與與EMCC相關(guān)的的技術(shù)也也將愈發(fā)發(fā)重要。比比如，當(dāng)當(dāng)車(chē)載導(dǎo)導(dǎo)航儀能能夠與車(chē)車(chē)輛內(nèi)各各個(gè)儀器器聯(lián)動(dòng)，協(xié)協(xié)助防止止沖撞時(shí)時(shí)，車(chē)載載導(dǎo)航儀儀本身作作為傳感感器，就就需要較較高的可可靠性。這這時(shí)，抗抗擾度（對(duì)對(duì)于電磁磁噪聲的的耐受性性）就會(huì)會(huì)成為課課題。而而且，隨隨著車(chē)內(nèi)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的拓展展，防止止與外部部?jī)x器之之間相互互干擾的的EMCC技術(shù)也也愈發(fā)重重要。在在聲音識(shí)識(shí)別和停停車(chē)輔助助等車(chē)載載導(dǎo)航儀儀本身的的多功能能化，以以及音視視頻娛樂(lè)樂(lè)功能的的一體化化進(jìn)程中中，考慮慮電磁噪噪聲的發(fā)發(fā)射問(wèn)題題是不可可回避的的課題。

圖2：車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的多媒媒體化在在兼顧“貼貼心服務(wù)務(wù)”和“愉愉悅心情情”的同同時(shí)增加加功能。EEMC成成為重要要課題。來(lái)自CPUU和內(nèi)存存的輻射射增大在這里里，讓我我們來(lái)回回顧一下下車(chē)載導(dǎo)導(dǎo)航儀的的發(fā)展歷歷史。119877年作為為電子地地圖顯示示裝置問(wèn)問(wèn)世的車(chē)車(chē)載導(dǎo)航航儀，首首先于119900年實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了搜索索前往目目的地路路徑和指指路的功功能，然然后，到到19995年左左右，指指路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了語(yǔ)音音化。接接著，進(jìn)進(jìn)入20000年年以后，與與各種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)務(wù)聯(lián)動(dòng)的的多媒體體化得到到了發(fā)展展。

為了了實(shí)現(xiàn)上上述進(jìn)步步，車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的性能能得到了了穩(wěn)步提提高。以以路徑搜搜索時(shí)間間為例，220077年與119900年相比比，時(shí)間間縮短到到了1//10以以下。位位置誤差差（精度度）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了1//6以下下的高精精度化（圖圖3）。

圖3：性能能的變化化圖在從從導(dǎo)航儀儀向語(yǔ)音音導(dǎo)航儀儀、多媒媒體型導(dǎo)導(dǎo)航儀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的過(guò)過(guò)程中實(shí)實(shí)現(xiàn)了大大幅度的的高速化化·高精精度化。

其原動(dòng)動(dòng)力毋庸庸置疑是是CPUU的進(jìn)步步（即計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)的大大規(guī)?；蜁r(shí)鐘鐘的高速速化）。車(chē)車(chē)載導(dǎo)航航儀的CCPU時(shí)時(shí)鐘和內(nèi)內(nèi)存總線(xiàn)線(xiàn)時(shí)鐘頻頻率近來(lái)來(lái)得到了了快速提提高（圖圖4）。CCPU時(shí)時(shí)鐘頻率率正在逼逼近上限限，今后后，提高高性能可可能要依依賴(lài)在一一個(gè)LSSI內(nèi)配配置多個(gè)個(gè)CPUU的多CCPU化化進(jìn)程。而而另一方方面，DDRAMM的內(nèi)存存總線(xiàn)還還在以不不增加位位寬的前前提下提提高性能能，因此此，時(shí)鐘鐘頻率的的上升勢(shì)勢(shì)不可擋擋。

圖4：車(chē)載載導(dǎo)航儀儀用CPPU/DDRAMM的高速速化趨勢(shì)勢(shì)輻射能能的預(yù)測(cè)測(cè)趨于重重要。

芯片面面積和時(shí)時(shí)鐘頻率率的增加加容易導(dǎo)導(dǎo)致輻射射電磁噪噪聲增大大。因此此，對(duì)這這些輻射射源的輻輻射進(jìn)行行預(yù)測(cè)管管理會(huì)逐逐漸成為為重要環(huán)環(huán)節(jié)。對(duì)對(duì)于車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的核心心（Naavi--Corre），如如圖5（aa）所示示，CPPU和總總線(xiàn)是主主要輻射射源。由由經(jīng)驗(yàn)可可知，直直接來(lái)自自于CPPU的輻輻射能指指標(biāo)Pcc與工作作電壓的的平方、工工作頻率率、芯片片面積分分別成正正比，這這些數(shù)值值的積被被作為“輻輻射能指指標(biāo)”應(yīng)應(yīng)用到了了預(yù)測(cè)管管理（圖圖5（bb）注11）之中中。內(nèi)存存總線(xiàn)的的輻射能能指標(biāo)PPm也同同樣與工工作電壓壓的平方方、工作作頻率、內(nèi)內(nèi)存總線(xiàn)線(xiàn)位寬的的積成正正比。

注1）來(lái)來(lái)自CPPU的電電磁噪聲聲主要有有以下兩兩個(gè)發(fā)生生源：（11）來(lái)自自時(shí)鐘線(xiàn)線(xiàn)和信號(hào)號(hào)線(xiàn)的輻輻射，（22）驅(qū)動(dòng)動(dòng)電路直直通電流流的輻射射。筆者者認(rèn)為（22）占主主要地位位。驅(qū)動(dòng)動(dòng)電路一一般由兩兩個(gè)晶體體管的圖圖騰柱結(jié)結(jié)構(gòu)組成成，在時(shí)時(shí)鐘的邊邊緣部分分存在電電流貫穿穿上下晶晶體管的的時(shí)刻。該該直通電電流的輻輻射是過(guò)過(guò)流進(jìn)入入無(wú)限接接近于00的阻抗抗時(shí)產(chǎn)生生的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于于（1）中中充放電電電流流流經(jīng)時(shí)鐘鐘線(xiàn)和信信號(hào)線(xiàn)布布線(xiàn)時(shí)的的輻射。因因此可以以認(rèn)為，輻輻射同樣樣為（22）較大大。

圖5：車(chē)載載導(dǎo)航儀儀的CPPU/內(nèi)內(nèi)存總線(xiàn)線(xiàn)輻射能能

把這些些輻射能能指標(biāo)的的變化繪繪制成圖圖表可以以得到類(lèi)類(lèi)似于圖圖5（cc）的增增長(zhǎng)曲線(xiàn)線(xiàn)。該指指標(biāo)為220以下下時(shí)無(wú)需需特殊對(duì)對(duì)策，770以下下時(shí)需要要從設(shè)計(jì)計(jì)階段開(kāi)開(kāi)始實(shí)施施對(duì)策，如如果超過(guò)過(guò)70，憑憑借現(xiàn)有有的知識(shí)識(shí)則很難難找出對(duì)對(duì)策。因因此，220100年之后后的對(duì)策策技術(shù)開(kāi)開(kāi)發(fā)將更更加重要要。

如上上所述，隨隨著電子子電路輻輻射能的的增大，從從設(shè)計(jì)階階段開(kāi)始始研究EEMC已已經(jīng)成為為了不可可或缺的的步驟。

車(chē)輛的的電磁環(huán)環(huán)境整理理為3級(jí)級(jí)圖6給給出的樹(shù)樹(shù)形圖對(duì)對(duì)于理解解EMCC的整體體結(jié)構(gòu)很很有幫助助，本公公司的內(nèi)內(nèi)部培訓(xùn)訓(xùn)也經(jīng)常常使用。這這是按照照發(fā)射//抗擾度度、傳導(dǎo)導(dǎo)/輻射射的組合合，把EEMC分分成四個(gè)個(gè)大類(lèi)進(jìn)進(jìn)行整理理的方法法。其中中，在設(shè)設(shè)計(jì)階段段的EMMC研究究和測(cè)量量精度方方面，尤尤其需要要注意的的是電場(chǎng)場(chǎng)的輻射射。

圖6：EMMC的分分類(lèi)樹(shù)在在設(shè)計(jì)階階段研究究EMCC時(shí)需要要特別注注意電場(chǎng)場(chǎng)輻射噪噪聲。((點(diǎn)擊圖圖片放大大)

EMCC有國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)，與與發(fā)射相相關(guān)的CCISPPR（CComiiteIntternnatiionaalSSpeccialldeesPPertturbbatiionssRaadiooeleectrriquues）、與與抗擾度度相關(guān)的的ISOO（InnterrnattionnalOrgganiizattionnfoorSStanndarrdizzatiion）等等都被制制定成了了標(biāo)準(zhǔn)。此此外，各各國(guó)和地地區(qū)也通通過(guò)法律律對(duì)發(fā)射射和抗擾擾度進(jìn)行行了規(guī)制制。

而且且，汽車(chē)車(chē)廠商為為了使汽汽車(chē)產(chǎn)品品能夠上上市，還還會(huì)沿襲襲CISSPR和和ISOO的思考考方法，自自行制定定一些部部分更加加嚴(yán)格的的標(biāo)準(zhǔn)。各各汽車(chē)廠廠商制定定的發(fā)射射標(biāo)準(zhǔn)與與CISSPR225（用用于保護(hù)護(hù)車(chē)載接接收器的的干擾波波限值及及測(cè)量法法）相比比，有時(shí)時(shí)GPSS頻帶和和通信頻頻帶的發(fā)發(fā)射限值值規(guī)定會(huì)會(huì)偏低，對(duì)對(duì)于部件件廠商而而言要求求非常嚴(yán)嚴(yán)格。

輻輻射抗擾擾度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)同樣樣如此，某某些汽車(chē)車(chē)廠商甚甚至提出出了在雷雷達(dá)頻帶帶下抗擾擾度為6600VV/m的的苛刻要要求。與與ISOO114452（車(chē)車(chē)載儀器器的抗擾擾度試驗(yàn)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)）在在特定頻頻率下的的期望值值為2000V//m相比比，需要要耐受33倍的數(shù)數(shù)值，所所以汽車(chē)車(chē)廠商要要求的指指標(biāo)更為為苛刻。

如如上所述述，進(jìn)行行設(shè)計(jì)需需要從發(fā)發(fā)射和抗抗擾度兩兩個(gè)方面面出發(fā)，在在遵守EEMC相相關(guān)法令令和汽車(chē)車(chē)廠商所所要求的的指標(biāo)的的同時(shí)，使使終端用用戶(hù)感到到滿(mǎn)意。對(duì)對(duì)于設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)人人員而言言，重要要的是將將EMCC設(shè)計(jì)視視為產(chǎn)品品的基本本功能之之一。

但但是，電電子儀器器的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)環(huán)境正正在車(chē)內(nèi)內(nèi)外不斷斷拓展。車(chē)車(chē)外有借借助手機(jī)機(jī)等的廣廣域通信信網(wǎng)、借借助無(wú)線(xiàn)線(xiàn)LANN的狹域域無(wú)線(xiàn)系系統(tǒng)。車(chē)車(chē)內(nèi)則遍遍布信息息系統(tǒng)、車(chē)車(chē)