共模電感有什么用，解決車載以太網(wǎng)輻射噪聲問題

隨著駕駛輔助系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)日趨復(fù)雜化和普遍化，車載網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求越來越大，傳統(tǒng)的汽車總線系統(tǒng)（CAN、LIN、Flexry）已無法滿足新興多媒體信息娛樂應(yīng)用所提出的高速數(shù)據(jù)傳輸要求，而車載以太網(wǎng)則可以應(yīng)對(duì)此問題，它通過電纜將現(xiàn)代系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊互連在一起，具有高達(dá)100Mbps的信號(hào)傳輸速度，它還可以顯著簡化系統(tǒng)復(fù)雜性、降低連接成本和布線重量。但以太網(wǎng)高速傳輸性以及UTP（非屏蔽線）布線性質(zhì)會(huì)引發(fā)大量的輻射噪聲，因此，在共模噪聲抑制方面，新型車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)格比CAN和FlexRay的要求明顯更為嚴(yán)格。針對(duì)車載以太網(wǎng)的輻射抑制，本文通過一款車載音響娛樂系統(tǒng)的實(shí)際案例，闡述了如何選擇一款合適的Laird共模電感來改善以太網(wǎng)的輻射噪聲。

初始實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本案例為車載音響娛樂系統(tǒng)，?? RE（Radiated ?Emission）測試發(fā)現(xiàn)在GPS頻段失效，此頻段在1.574GHz~1.576GHz之間的限值只有4db，非常嚴(yán)苛，測試結(jié)果超過標(biāo)準(zhǔn)限值。

原因分析

測試超標(biāo)點(diǎn)為一系列間隔緊密的尖峰噪聲，看起來很像數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)出的噪聲，因以太網(wǎng)差分線傳輸?shù)淖罡咚俾蕿?00Mbps，是唯一速率很高的外界線纜，且采用的又是非屏蔽線纜，因此懷疑噪聲來自以太網(wǎng)的差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸路徑，把以太網(wǎng)線纜從標(biāo)準(zhǔn)放置位置上往后大幅度后推放置（遠(yuǎn)離噪聲接收天線）后進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)這些噪聲尖峰降低了（數(shù)據(jù)見圖3），因此判定噪聲是從以太網(wǎng)差分線發(fā)出來的，源頭為主板上的以太網(wǎng)芯片沿著差分線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。

對(duì)策及共模電感選擇

選擇合適的共模電感串在以太網(wǎng)差分線上可有效降低上述噪聲，是否合適，需要考慮直流阻抗、交流阻抗、額定電壓、工作溫度、絕緣電阻、通流能力等。通流能力、直流阻抗、額定電壓需要符合產(chǎn)品的工作狀態(tài)；工作溫度需要符合環(huán)境測試的要求；交流阻抗需要能在噪聲頻段范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的阻抗以便衰減噪聲。????

車載以太網(wǎng)電路如圖4所示，原來已經(jīng)串有一顆TDK的共模電感（L1），猜測這顆電感抑制GPS頻段噪聲的作用有限才導(dǎo)致測試結(jié)果超標(biāo)。圖5、圖6為這顆電感的相關(guān)參數(shù)圖，可以看出它對(duì)10MHz以下的共模噪聲衰減最大（80dB以上），對(duì)200MHz以上噪聲衰減很小，它在GPS頻段的阻抗不足200歐（查閱數(shù)據(jù)手冊所得數(shù)據(jù)），它的其它相關(guān)參數(shù)為：

DC resistance：5Ωmax，比較大，會(huì)對(duì)有用信號(hào)造成一些衰減。

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