汽车电子传输线串扰预估计研究

【摘要】伴随着汽车工业的快速发展，电子控制系统在汽车中的应用也日益增多。这种由传统系统到智能控制系统的转化将会给汽车未来发展开辟更广阔的空间。但是，汽车器件电子化在便捷了用户操作使用的同时，也给汽车有限空间内的电磁环境带来了新的挑战，尤其是汽车内大量传输线所带来的电磁串扰问题。由此所产生的电磁干扰轻则影响汽车电子系统操作准确性，重则发生系统自动误动作危及生命安全。这些危害也正是汽车研发前期保证电控系统电磁兼容性的重要原因之一。基于传输线串扰问题在汽车电磁干扰因素中占主导地位，本文以传输线理论为基础，研究并建立了汽车电子系统的传输线串扰预估计模型，对汽车电子系统研发前期测试传输线串扰方面做了部分有成效的工作。根据传输线的串扰理论，推导出单位长度导线的电感及电容参数是产生串扰的主要原因。在此基础上，针对均匀介质及非均匀介质两种情况的传输线，提出利用镜像法求解单位长度分布参数值。并将镜像法求得的计算值与EMCstudio仿真值对比，分析了镜像法模型的准确度。求得单位长度分布参数值后，主要从双导体传输线与三导体传输线入手，对传输线串扰模型进行建立分析，以终端串扰电压为研究对象，提出根据不同传输线具有不同的传播速度，将传输线系统中的导线进行类别划分，同一传播速度的传输线看作一种模式的波，而每一种模式都可以看作独立的均匀介质传输线系统，定义不同模式之间具有不同的传播常数，最后利用传播常数将这些不同模式的波动方程进行整合，最后求得整体的端点串扰电压值。此后，依据实际应用的传输线设置模型基本参数值，并同时在EMCstudio中建模仿真。结果的高度重合说明了模型的理论可行性。在上述理论基础后，分析了模型中不同重要参数对近端及远端串扰电压的影响，并结合实际应用，提出了若干有效减小传输线间串扰的具体措施。为了使模型更具实效性，最后主要针对带屏蔽层传输线建立实体测试实验台，将模型中具体的变量因素进行实体实验来观察对导线间串扰情况的干扰大小及趋势走向。通过实验数据图与模型计算结果图对比，较好的一致性说明了串扰预估计模型的有效性。这种依据模式方法的模型应用到汽车研发前期电磁兼容性测试阶段，不仅使实验过程得到简化，而且将大幅度降低研发成本。
【作者】柯慧；
【导师】杨开宇；
【作者基本信息】吉林大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】电磁兼容；模式理论；传输线；串扰；

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