中國(guó)已經(jīng)成為了汽車的使用大國(guó)，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(cè)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(dòng)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(cè)系統(tǒng))的作用是在汽車行駛過程中對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)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(guó)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(guó)也在2015年3月，由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)汽車電子與電磁兼容分技術(shù)委員會(huì)組織起草的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法》已完成征求意見稿。

泰克科技針對(duì)TPMS的研發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試要求，全新推出符合要求的測(cè)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(hào)及協(xié)議CAN/LIN的測(cè)試分析，頻譜儀MDO4000C以及實(shí)時(shí)頻譜RSA306B、RSA603A和RSA5000B能準(zhǔn)確測(cè)試射頻的參數(shù)，而且調(diào)制參數(shù)也能同時(shí)測(cè)量分析，獨(dú)具特色的DPX實(shí)時(shí)頻譜RSA306B、RSA603A和RSA5000B的實(shí)時(shí)信號(hào)的時(shí)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(hào)源提供了良好的信號(hào)產(chǎn)生和靈敏度測(cè)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(cè)試分析，可以讓工程師不僅清楚基帶數(shù)據(jù)時(shí)序、射頻參數(shù)，而且可以同時(shí)測(cè)試和分析基帶和射頻的時(shí)間相關(guān)性。

泰克為您提供的測(cè)試方案：

◦ KEI2450源測(cè)量單元對(duì)于TPMS的待機(jī)功耗進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量及記錄：精確測(cè)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(cè)量

▪ 完整的幀數(shù)據(jù)分析，含解調(diào)波形

▪ 獨(dú)特的幀數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間測(cè)量

▪ 實(shí)時(shí)的頻譜動(dòng)態(tài)時(shí)變觀察

▪ 功率電平觸發(fā)適合TPMS特點(diǎn)的射頻捕捉

◦ RSA306B頻譜分析儀+KEI2450源測(cè)量單元+TSG4102A矢量信號(hào)發(fā)生器是TPMS最佳的測(cè)試工具，高性價(jià)比的方案

泰克的TPMS測(cè)試方案可以完成如下的項(xiàng)目測(cè)試：

(1)基帶信號(hào)的數(shù)據(jù)時(shí)序分析

基帶數(shù)據(jù)序列分析: 主要針對(duì)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(cè)試中用于驗(yàn)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(yàn)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(jì)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(shí)序要求時(shí)的輸入信號(hào)和解調(diào)輸出

(2)射頻信號(hào)的參數(shù)測(cè)量

TPMS模塊測(cè)試主要包括功率和頻譜測(cè)試，調(diào)制質(zhì)量測(cè)試，雜散輻射等。功率和頻譜測(cè)試的目的主要是驗(yàn)證設(shè)備發(fā)射足夠的功率電平，保證傳輸距離，同時(shí)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(duì)于TPMS來說，一般的頻譜儀基本捕捉不到完整的射頻信號(hào)，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(duì)于TPMS發(fā)射的一幀數(shù)據(jù)信號(hào)，通過RSA306B的長(zhǎng)時(shí)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(cè)量出一幀數(shù)據(jù)的時(shí)間。

圖3

(3)射頻信號(hào)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(duì) ASK 和FSK數(shù)字調(diào)制來測(cè)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(hào)分析儀同時(shí)測(cè)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(duì)TPMS的功能進(jìn)行全面的射頻分析，清楚的了解所設(shè)計(jì)的TPMS特性 。

(4)混合域(基帶和射頻)時(shí)間相關(guān)性分析

基帶和射頻信號(hào)的混合域相關(guān)分析可以讓工程師更加了解所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的系統(tǒng)特性，工程師借助于MDO4000C可以同時(shí)捕捉射頻、模擬(基帶、控制、時(shí)基)、數(shù)據(jù)(編碼)以及協(xié)議(CAN/LIN/SPI)信號(hào)，對(duì)于這些信號(hào)之間的定時(shí)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(shí)捕捉的射頻信號(hào)、片選信號(hào)、射頻的FSK解調(diào)波形等

如圖5所示，實(shí)際上還可以再增加SPI或 CAN/LIN協(xié)議信號(hào)，這樣的測(cè)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(shí)間關(guān)系都很清楚，這樣的分析方式，可以降低設(shè)計(jì)TPMS的難點(diǎn)，提高TPMS的工作可靠性。[!--empirenews.page--]

(5)信號(hào)的產(chǎn)生及靈敏度測(cè)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(cè)試主要針對(duì)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(cuò)誤識(shí)別等。

一般來說，針對(duì)接收機(jī)測(cè)試是通過矢量信號(hào)源產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)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(hào)源，不僅提供一般的模擬信號(hào)，還可以選擇矢量信號(hào)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(hào)，還是315/433MHz信號(hào)，都提供了低于-110dBm的靈敏度測(cè)試能力。

圖6. TSG4100A的前面板圖形

(6)TPMS的耗電測(cè)試

TPMS要求功耗極低，才能保證的長(zhǎng)期使用，所以低功耗設(shè)計(jì)很重要，一般，非工作時(shí)段工作電流通常小于 100 nA，而正常發(fā)射時(shí)段工作電流可達(dá)到 5-12 mA。

2450SMU是泰克科技旗下KEITHLEY吉時(shí)利的源表，2450可以提供低于pA級(jí)別的測(cè)量能力，同時(shí)它能提供DC電源，無論是測(cè)試電池，還是測(cè)量PCBA板，或是TPMS系統(tǒng)測(cè)試，2450SMU可以滿足TPMS的耗電分析測(cè)試。

對(duì)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(shí)保證了TPMS的耗電測(cè)量。

圖7 . 2450顯示的TPMS耗電測(cè)試結(jié)果

圖8 . 2450記錄的一段時(shí)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(shí)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(duì)于研發(fā)階段來說，下面的儀器配置是必不可少的，而對(duì)于生產(chǎn)測(cè)試來說，使用RSA組建高性價(jià)比和高效率的ATS是目前最為成熟的方案。同時(shí)，如果工程師還希望能評(píng)估所使用的電池特性，泰克的2281S電池模擬器能對(duì)電池的特性進(jìn)行全面的分析。

測(cè)試項(xiàng)目型號(hào)主要參數(shù)

射頻參數(shù)及解調(diào)測(cè)量RSA306B/603A頻率范圍：9KHz-6.2/3GHz

DANL:-160dBm/Hz

DPX實(shí)時(shí)頻譜：40MHz@100us

最大采集時(shí)間：1s

功耗測(cè)量及記錄2450SMU測(cè)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(shí)序及收發(fā)時(shí)序相關(guān)分析MDO4024C/SA3帶寬：200MHz

存儲(chǔ)長(zhǎng)度：20M/CH

汽車總線解碼:CAN/LIN

車載接收靈敏度測(cè)量TSG4102A頻率：DC--2GHz

功率電平：-110dBm------+16dBm

調(diào)制：ASK/FSK/MSK/BPSK/QAM