近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，群眾生活水平提高，汽車走進(jìn)了千家萬戶。我國汽車產(chǎn)銷量連年增長，2014年的汽車總產(chǎn)量增加到2001年的十倍——達(dá)到將近2400萬輛，汽車工業(yè)已經(jīng)成為國家重要經(jīng)濟(jì)支柱。而汽車電子行業(yè)更是蓬勃發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，目前汽車電子成本占整車成本的比例約為20%。而在汽車電子部件的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，鑒于安全性考慮，質(zhì)量控制要求非常嚴(yán)格，而能保障質(zhì)量的就是測試。因此各個汽車電子廠商對測試設(shè)備和方案的要求非常高，在接下來的文章中我們就陸續(xù)為大家介紹RIGOL產(chǎn)品在各種汽車電子部件廠商的設(shè)計和生產(chǎn)過程中的應(yīng)用案例。

圖一 我國歷年汽車總產(chǎn)量（單位：萬輛）

胎壓監(jiān)測

汽車輪胎作為整個汽車中唯一高速運轉(zhuǎn)且地面直接接觸的部件，一旦發(fā)生故障，將會引發(fā)極為嚴(yán)重的后果，因此在整個汽車安全性設(shè)計中，保障輪胎的安全是重中之重。而車輪最為常見和最危險的故障就是高速運動中發(fā)生爆胎，排除道路等因素造成的爆胎，胎壓不足是輪胎故障的最重要誘因。而胎壓監(jiān)測裝置就是用來實時監(jiān)測胎壓的部件，是保障汽車安全的重要裝置之一。

圖二 某型號胎壓傳感器

胎壓傳感器一般置于汽車四個輪胎的內(nèi)部，傳感器受到接收裝置信號喚醒后，會將當(dāng)前輪胎氣壓數(shù)據(jù)調(diào)制后通過無線近距離傳輸方式發(fā)送給接收裝置，接收裝置將收到的信號解析，得到各個輪胎的胎壓。而整個傳輸中所采用的無線傳輸協(xié)議有多種，一般使用的是FSK方式，下面就以某型號胎壓監(jiān)測系統(tǒng)為例展示系統(tǒng)測試方案。

圖三 胎壓傳感器工作示意圖

發(fā)射測試

傳感器發(fā)射信號測試和一般的無線信號測試要求一樣主要關(guān)注三個參數(shù)：頻率，功率和譜線。而這種無線信號都有一個特性：間歇性發(fā)射，因此使用掃頻式頻譜儀測試都存在一個技術(shù)難題：信號并不能100%被完美捕獲，如下圖四所示，頻譜儀捕獲某設(shè)備發(fā)射的FSK信號，雖然捕獲到了，但是譜線不對稱，沒有完整顯示。而FFT式頻譜儀成本高昂。

圖四 普通模式下捕獲無線發(fā)射信號效果

為了解決這個問題，RIGOL研發(fā)人員專門為DSA815頻譜儀研發(fā)了“2FSK”功能，經(jīng)過實際測試對無線發(fā)射信號捕獲概率基本為100%，而對FSK信號，該功能不僅可以捕獲信號，還可以計算出頻偏和載波頻率偏移等參數(shù)，極大提高了產(chǎn)線測試各類無線發(fā)射器件的效率。借助該功能，RIGOL DSA815成功進(jìn)入OMRON。

圖五 2FSK功能OMRON實測圖

接收測試

接收測試要解決的第一個問題就是加載信息的調(diào)制波模擬問題，目前胎壓傳感器大部分使用的是曼徹斯特編碼，如下圖所示。

圖六 曼徹斯特編碼

RIGOL的DG1000Z系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器具備高達(dá)標(biāo)配8M和選配16M的任意波長度，并且具備采樣率模式，可以將編輯的數(shù)據(jù)按照設(shè)置采樣率逐個生成為模擬波形，避免信息丟失。因此在選配模式下即可生成最長4Mbit的數(shù)據(jù)。下圖展示的是利用DG1062Z生成曼徹斯特編碼的一串?dāng)?shù)據(jù)：0xFF 0xFE 0x06 0xA0 0xB8 0x84 0x3C 0x19 0XAA的實際測試效果。

圖七 DG1000Z模擬曼徹斯特編碼的調(diào)制信號

調(diào)制信號生成后，將信號灌入信號源的“EXT MOD IN”輸入接口中。打開相應(yīng)調(diào)制功能，并選擇調(diào)制源為“外部”。即可產(chǎn)生加載所要求信息的相應(yīng)調(diào)制信號。下圖所示的是某胎壓監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)商使用的一臺系統(tǒng)，用于測試接收器的性能。系統(tǒng)中各個儀器作用如下：

DP832電源為被測設(shè)備供電，該電源可以提供兩路30V/3A的電源

DG1032Z用于模擬曼徹斯特編碼的調(diào)制波形

DSG3030用于生成加載信息的FSK信號

圖八 某胎壓傳感器測試系統(tǒng)

外部信號調(diào)制功能基本上所有的射頻信號源都具備，但是各個廠家對外調(diào)制輸入信號的電壓范圍都有嚴(yán)格限制，例如RIGOL的DSG3000系列是正負(fù)500mV，國際某知名公司射頻源是正負(fù)2V等，這種設(shè)計相對容易實現(xiàn)，但是在實際使用中會有許多問題：

1.在使用FM、AM等模擬調(diào)制中，絕對電平的外調(diào)制信號要求客戶很難做到，而電壓偏移就會產(chǎn)生頻率和幅度不準(zhǔn)確，影響測試精度；

2.一般客戶自己制作的調(diào)制波信號發(fā)生電路所產(chǎn)生的信號幅度一般為3.3V或者5V，會高于設(shè)備要求，不但會產(chǎn)生誤差，還會損害儀器。

為了解決上述問題，RIGOL研發(fā)在新的DSG800系列射頻信號源中調(diào)整了外調(diào)制輸入電路的設(shè)計，使得DSG800對外調(diào)制信號的要求拓寬到在-6V~+6V電壓范圍內(nèi)，信號電平要求為峰峰值1VPP，超過該峰峰值的默認(rèn)為1VPP，并且輸入電平為100K歐姆。在這種設(shè)計下，用戶可以非常容易的使用其自制電路和設(shè)備產(chǎn)生的0~3.3V或者0~5V信號來作為FM外部調(diào)制信號，從而仿真出客戶希望得到的FSK信號。

圖九 DSG800外調(diào)制功能演示

“DSA815+DSG815”組合，以其優(yōu)良的性能和功能——2FSK和大電平范圍的EXTMOD IN，和無與倫比的價格優(yōu)勢，強勢逆襲射頻儀器設(shè)備市場，在編者向幾個汽車電子客戶推廣的過程中，工程師直呼“不敢相信”，這樣高性價比的儀器，您還等什么呢？趕緊聯(lián)系試用吧！