中國已經(jīng)成為了汽車的使用大國，而汽車的安全也越來得到更多關(guān)注，根本原因是交通事故的發(fā)生 。TPMS汽車輪胎智能監(jiān)測系統(tǒng)作為汽車三大安全系統(tǒng)之一，與汽車安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)一起被大眾認(rèn)可并受到應(yīng)有的重視。TPMS (輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng))的作用是在汽車行駛過程中對輪胎氣壓進(jìn)行實時自動監(jiān)測，并對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報警，以確保行車安全。
TPMS作為汽車安全的重要系統(tǒng)之一，2007年美國就制定了FMVSS 138法規(guī)，隨后歐盟、日本及ISO都制定出相應(yīng)的TPMS標(biāo)準(zhǔn)，中國也在2015年3月，由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會汽車電子與電磁兼容分技術(shù)委員會組織起草的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)的性能要求和試驗方法》已完成征求意見稿。
泰克科技針對TPMS的研發(fā)和生產(chǎn)測試要求，全新推出符合要求的測試方案。泰克科技的廣泛應(yīng)用的示波器MDO3000/4000C、MSO5000B能完全滿足基帶信號及協(xié)議CAN/LIN的測試分析，頻譜儀MDO4000C以及實時頻譜RSA306B、RSA603A和RSA5000B能準(zhǔn)確測試射頻的參數(shù)，而且調(diào)制參數(shù)也能同時測量分析，獨具特色的DPX實時頻譜RSA306B、RSA603A和RSA5000B的實時信號的時變分析特性，還可以幫助工程師分析更多的產(chǎn)品特性。TSG4100A高性能的模擬和矢量信號源提供了良好的信號產(chǎn)生和靈敏度測試， 2450/2461SMU可以精確的分析TPMS模塊的功耗特性。最為重要的是，MDO4000C能完成基帶和射頻的混合域相關(guān)測試分析，可以讓工程師不僅清楚基帶數(shù)據(jù)時序、射頻參數(shù)，而且可以同時測試和分析基帶和射頻的時間相關(guān)性。
泰克為您提供的測試方案：
◦ KEI2450源測量單元對于TPMS的待機(jī)功耗進(jìn)行準(zhǔn)確的測量及記錄：精確測量小于10nA的休眠電流
◦ RSA306B/603A頻譜分析儀可以分析TPMS
▪ 準(zhǔn)確的433/315M功率和頻率測量
▪ 完整的幀數(shù)據(jù)分析，含解調(diào)波形
▪ 獨特的幀數(shù)據(jù)持續(xù)時間測量
▪ 實時的頻譜動態(tài)時變觀察
▪ 功率電平觸發(fā)適合TPMS特點的射頻捕捉
◦ RSA306B頻譜分析儀+KEI2450源測量單元+TSG4102A矢量信號發(fā)生器是TPMS最佳的測試工具，高性價比的方案
泰克的TPMS測試方案可以完成如下的項目測試：
(1)基帶信號的數(shù)據(jù)時序分析
基帶數(shù)據(jù)序列分析: 主要針對TPMS調(diào)制的數(shù)據(jù)序列或接收機(jī)解調(diào)的數(shù)據(jù)序列分析數(shù)據(jù)的正確性或波形的惡化，可以確保發(fā)射正常調(diào)制數(shù)據(jù)，也可以在接收機(jī)測試中用于驗證靈敏度或解調(diào)門限，如果已知編碼方式 (例如 Manchester 編碼)，還可以驗證編碼的正確性。
在典型的TPMS應(yīng)用中，將發(fā)射模塊的輸出功率設(shè)計為政府機(jī)構(gòu)規(guī)定的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)所允許的最大功率。
圖1. 輸出使能濾波器被使能，且輸入符合濾波器的時序要求時的輸入信號和解調(diào)輸出
(2)射頻信號的參數(shù)測量
TPMS模塊測試主要包括功率和頻譜測試，調(diào)制質(zhì)量測試，雜散輻射等。功率和頻譜測試的目的主要是驗證設(shè)備發(fā)射足夠的功率電平，保證傳輸距離，同時有正確的調(diào)制波形，頻譜干擾成分較少。
圖2
RSA306B分析儀捕捉到的433.92的頻譜，如圖2右圖是一般的頻譜顯示，而左圖是DPX顯示的頻譜，可以明顯看出右圖要比左右捕捉了更多次的頻譜，這反映在顯示的顏色亮度上，對于TPMS來說，一般的頻譜儀基本捕捉不到完整的射頻信號，通過DPX技術(shù)的每秒1萬次的頻譜捕捉就很容易看到TPMS的發(fā)射頻譜。
如圖3所示，對于TPMS發(fā)射的一幀數(shù)據(jù)信號，通過RSA306B的長時間頻譜捕捉，既可以完整分析一幀數(shù)據(jù)波形，也可以準(zhǔn)確測量出一幀數(shù)據(jù)的時間。
圖3
(3)射頻信號的調(diào)制特性分析及射頻編碼解調(diào)
TPMS的射頻的調(diào)制一般采用ASK或FSK的方式，調(diào)制質(zhì)量分析主要是針對 ASK 和FSK數(shù)字調(diào)制來測試調(diào)制的精度、調(diào)制指數(shù)等參數(shù)，確保設(shè)備有正確的調(diào)制方式，調(diào)制指數(shù)和精度符合要求，從而不影響通信質(zhì)量。
圖4. RSA306B信號分析儀同時測量的射頻功率、FSK解調(diào)數(shù)據(jù)碼、FSK的解調(diào)特性(參數(shù))及星座圖等。
工程師可以對TPMS的功能進(jìn)行全面的射頻分析，清楚的了解所設(shè)計的TPMS特性 。
(4)混合域(基帶和射頻)時間相關(guān)性分析
基帶和射頻信號的混合域相關(guān)分析可以讓工程師更加了解所設(shè)計的產(chǎn)品的系統(tǒng)特性，工程師借助于MDO4000C可以同時捕捉射頻、模擬(基帶、控制、時基)、數(shù)據(jù)(編碼)以及協(xié)議(CAN/LIN/SPI)信號，對于這些信號之間的定時關(guān)系可以準(zhǔn)確的進(jìn)行分析，防止產(chǎn)品系統(tǒng)出現(xiàn)的軟性、偶然出現(xiàn)的不通信、不可靠等現(xiàn)象。
圖5. 采用MDO4000C同時捕捉的射頻信號、片選信號、射頻的FSK解調(diào)波形等
如圖5所示，實際上還可以再增加SPI或 CAN/LIN協(xié)議信號，這樣的測試方式，可以讓工程師更加系統(tǒng)的清楚TPMS的工作狀態(tài)，無論是基帶的數(shù)據(jù)序列，還是射頻的參數(shù)，甚至是基帶和射頻的時間關(guān)系都很清楚，這樣的分析方式，可以降低設(shè)計TPMS的難點，提高TPMS的工作可靠性。[!--empirenews.page--]
(5)信號的產(chǎn)生及靈敏度測試
汽車TPMS的接收模塊由微控制器、高頻接收電路、低頻發(fā)射電路、液晶顯示電路及總線傳輸電路組成。接收部分測試主要針對接收電路性能，包括靈敏度、最高接收電平、抗干擾特性，保證通信距離，避免錯誤識別等。
一般來說，針對接收機(jī)測試是通過矢量信號源產(chǎn)生測試信號給接收機(jī)，在接收端通過示波器更加直觀地觀察波形。
泰克科技的最新發(fā)布的TSG4100A射頻信號源，不僅提供一般的模擬信號，還可以選擇矢量信號輸出，支持的調(diào)制類型包括了：AM/FM/PM/Pulse，ASK/FSK/PSK/QAM/CPM /MSK/VSB。無論是產(chǎn)生125KHz信號，還是315/433MHz信號，都提供了低于-110dBm的靈敏度測試能力。
圖6. TSG4100A的前面板圖形
(6)TPMS的耗電測試
TPMS要求功耗極低，才能保證的長期使用，所以低功耗設(shè)計很重要，一般，非工作時段工作電流通常小于 100 nA，而正常發(fā)射時段工作電流可達(dá)到 5-12 mA。
2450SMU是泰克科技旗下KEITHLEY吉時利的源表，2450可以提供低于pA級別的測量能力，同時它能提供DC電源，無論是測試電池，還是測量PCBA板，或是TPMS系統(tǒng)測試，2450SMU可以滿足TPMS的耗電分析測試。
對于需要高速的觀察TPMS的電流波形，那么2461SMU能提供1MS/s的電壓和電流采集能力，同時保證了TPMS的耗電測量。
圖7 . 2450顯示的TPMS耗電測試結(jié)果
圖8 . 2450記錄的一段時間的TPMS耗電數(shù)據(jù)
圖9 . 2450顯示和記錄了TPMS的電流工作特性，待機(jī)以及工作時候的電流變化是很明顯的
泰克汽車TPMS的方案包括下面的配置和主要參數(shù)
對于研發(fā)階段來說，下面的儀器配置是必不可少的，而對于生產(chǎn)測試來說，使用RSA組建高性價比和高效率的ATS是目前最為成熟的方案。同時，如果工程師還希望能評估所使用的電池特性，泰克的2281S電池模擬器能對電池的特性進(jìn)行全面的分析。
測試項目型號主要參數(shù)
射頻參數(shù)及解調(diào)測量RSA306B/603A頻率范圍：9KHz-6.2/3GHz
DANL:-160dBm/Hz
DPX實時頻譜：40MHz@100us
最大采集時間：1s
功耗測量及記錄2450SMU測量精度：0.0012%
電流量程：10nA---1A@10fA
電壓量程：20mV--200V@10nV
直接圖形顯示和觸摸操作
基帶數(shù)據(jù)時序及收發(fā)時序相關(guān)分析MDO4024C/SA3帶寬：200MHz
存儲長度：20M/CH
汽車總線解碼:CAN/LIN
車載接收靈敏度測量TSG4102A頻率：DC--2GHz
功率電平：-110dBm------+16dBm
調(diào)制：ASK/FSK/MSK/BPSK/QAM
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