滿(mǎn)足10BASE-T1S規范的共模扼流圈及片狀壓敏電阻

隨著(zhù)以實(shí)現自動(dòng)化駕駛為目標的新一代車(chē)輛的開(kāi)發(fā)蓬勃發(fā)展，車(chē)輛架構開(kāi)始發(fā)生巨大變化。其中，連接負責高級駕駛輔助系統（ADAS）的ECU之間的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )成為重要因素。

隨著(zhù)以實(shí)現自動(dòng)化駕駛為目標的新一代車(chē)輛的開(kāi)發(fā)蓬勃發(fā)展，車(chē)輛架構開(kāi)始發(fā)生巨大變化。其中，連接負責高級駕駛輔助系統（ADAS）的ECU之間的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )成為重要因素。

在車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中，車(chē)載以太網(wǎng)尤其備受關(guān)注，100BASE-T1(100Mbps)、1000BASE-T1(1Gbps)搭載于攝像頭、雷達、激光雷達等傳感器系統中。此外，車(chē)載Ethernet的新標準，即數據速率為10Mbps的10BASE-T1S日益受到關(guān)注。
應用示例：可能包含執行器系統或傳感器的應用。

10BASE-T1S概述

10BASE-T1S是作為IEEE 802.3cg標準制定的IEEE汽車(chē)以太網(wǎng)的最新標準之一，采用UTP這樣的一對無(wú)屏蔽的雙芯電纜進(jìn)行通信。10BASE-T1S與通過(guò)100BASE-T1和1000BASE-T1等開(kāi)關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )構建的1對1點(diǎn)對點(diǎn)連接（圖1）不同，其采用無(wú)需開(kāi)關(guān)的多點(diǎn)連接（圖2），從而能實(shí)現低成本化。由此，即便隨著(zhù)電子系統日趨先進(jìn)，網(wǎng)絡(luò )的數量和復雜性不斷增加，依然能構建更靈活，更快的架構。

滿(mǎn)足10BASE-T1S規范的產(chǎn)品（共模扼流圈/濾波器）

由于10BASE-T1S采用無(wú)開(kāi)關(guān)的多點(diǎn)連接，因此當單根線(xiàn)路上連接有多個(gè)ECU時(shí)，線(xiàn)束長(cháng)度、分支引起的輻射及ECU電容成分增大，容易產(chǎn)生通信波形引起的振鈴。因此，應對EMC的共模扼流圈需盡可能減少線(xiàn)路間的雜散電容，并且需要具有良好的模式轉換特性(Sds21、Sds12、Ssd21、Ssd12)的產(chǎn)品。因此，TDK的共模扼流圈線(xiàn)圈在線(xiàn)路間雜散電容和模式轉換特性方面都具有出色的設計，是滿(mǎn)足10BASE-T1S規范的產(chǎn)品。

滿(mǎn)足10BASE-T1S規范的產(chǎn)品（片狀壓敏電阻/陶瓷瞬態(tài)電壓抑制器）

應對ESD的元件和共模扼流圈線(xiàn)圈一樣，也有嚴格的規格要求。特別是電容與電容耐受性方面，要求比一般的應對ESD的元件的電容低、電容耐受性公差窄。TDK的應對ESD的元件，即片狀壓敏電阻的最大靜電容量為1.5pF（典型自），電容公差為±0.13pF，并且正在推出具有更低電容和更窄電容耐受性公差的產(chǎn)品。由此，ECU設計可以抑制對通信質(zhì)量和模式轉換特性的影響，且抗干擾性強。當然，對ESD的保護性能也很強，符合車(chē)載可靠性標準AEC-Q200?？傊?，作為面向車(chē)載以太網(wǎng)的ESD保護元件，TDK的片狀壓敏電阻具有出色的平衡性能。

S參數

一般情況下，在車(chē)載以太網(wǎng)元件的選型和ECU設計需參考模式轉換特性 (Sdc11、Ssd21、Ssd12)、回波損耗 (Sdd11) 和插入損耗 (Sdd21)。

這些S參數在IEEE802.3cg中設有標準規定（Sdd11、Sdc11）。此外，OPEN聯(lián)盟也在積極制定這些標準。

因此，單個(gè)元件的S參數以及組合元件的S參數是設計ECU的一個(gè)重要指標。

以下為共模扼流圈與壓敏電阻產(chǎn)品的各項S參數（典型值）。

模式轉換

差分通信信號通常在差分模式的傳導模式下傳輸，而噪聲則在共模模式的傳導模式下傳輸。有些情況下，受差分通信線(xiàn)路所使用的的電子元件的影響，該傳輸模式可能會(huì )從差分模式轉換為共模模式，或從共模模式轉換為差分模式。這種傳導模式的轉換被稱(chēng)為模式轉換。通過(guò)傳導模式的轉換（模式轉換），差分信號轉換為噪聲，或噪聲轉換為差分信號，結果會(huì )降低ECU本身的抗噪性，導致ECU出現故障或ECU自身產(chǎn)生噪聲。引起這些的電子元件的影響，一般是由差分通信線(xiàn)路的不對稱(chēng)性引起的，不對稱(chēng)性就是電感和靜電電容的差等特性。如圖4、7和8所示，文中介紹的產(chǎn)品具有出色的模式轉換特性。

菊鏈連接中搭載共模扼流圈和片狀壓敏電阻的案例

IEEE802.3 物理層標準

IEEE802.3cg 10Mbps單對以太網(wǎng)規范的一部分，10BASE-T1S已經(jīng)制定了10Mbps的操作相關(guān)和用于供電的物理層規范及管理參數。

目前正在討論開(kāi)發(fā)物理層規范，以延長(cháng)電纜長(cháng)度，增加IEEE802.3DA的10 Mbps單對多點(diǎn)段的節點(diǎn)，并增強控制參數的開(kāi)發(fā)。

總結

在以實(shí)現自動(dòng)化駕駛為目標的新一代車(chē)輛中，連接ECU和各設備的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )備受關(guān)注。車(chē)載以太網(wǎng)對不同的數據速率均設有標準。TDK提供了符合各標準的共模扼流圈和片狀壓敏電阻產(chǎn)品。其中，我們的ACT1210E-241-2P產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)針對10Base-T1進(jìn)行了優(yōu)化，傳輸速度為10 Mbps，樹(shù)立了汽車(chē)以太網(wǎng)應用元件的新標桿。