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智能网联车高速信号传输特性研究
| 论文题名： | 智能网联车高速信号传输特性研究 |
| 关键词： | 智能网联汽车;高速信号;传输特性;信号完整性 |
| 摘要： | 随着汽车电子的快速发展，智能网联汽车已经成为了一个行驶的数据中心，在车内传输的各类敏感信号与高速信号需要高性能射频连接系统来保证信号传输的可靠性。高速信号在传输过程中由阻抗突变等因素引起的反射、振铃等信号完整性问题已经成为制约汽车高速连接系统发展的一个关键重难点问题。智能网联汽车高速信号传输过程中，由高速信号引起的反射、串扰等信号完整性问题，可能会导致汽车电子控制单元（ECU）性能下降，甚至导致汽车安全问题。为有效减少汽车高速信号传输过程中所产生的信号完整性问题导致的信号失真，开展智能网联汽车高速信号传输特性的研究，掌握高速传输过程中信号完整性问题产生的机制具有重要的意义。本文以智能网联汽车高速信号为研究对象，旨在探究高速信号在车载连接系统中的测试和分析方法，并研究高速信号在车载连接系统中的传输特性。主要研究内容为： 首先，基于传输线与信号完整性理论对智能网联汽车的高速信号传输特性进行研究。利用传输线理论数学模型，进行分析信号的衰减与反射等信号完整性问题。应用信号完整性理论，对高速信号传输的反射、时延、振铃问题的产生原因深入分析。 第二，针对智能网联汽车的传输特性的测试难题，研发了一种高速信号测试连接系统。高速信号的测试分析需要使用矢量网络分析仪，而车载高速连接系统的连接器接口无法与矢量网络分析仪匹配连接，为此研发设计了一款专用的测试连接夹具。通过对夹具的设计、参数寻优、建模和优化，使研发出的测试夹具有良好的传输性能，并能与车载高速连接器和测试设备等完全配备。 第三，基于研发的测试系统，对高速信号的传输特性进行了测试分析。首先，通过分析高速信号的上升沿时间与信号带宽之间的关系。针对不同带宽下的高速信号展开研究，通过比较不同带宽的高速信号对信号的反射、损耗等信号完整性问题的影响进行测试分析，总结了高速信号在不同带宽下的传输特性。去除测试夹具的影响，研究高速信号在车载高速系统中的传输特性。根据线缆之间的差异化，研究分析线缆的不同因素对高速信号的传输特性影响，如材质、长度、压接方式等。 最后，基于已验证的测试系统仿真模型，针对车载高速连接器的不同影响因素对智能网联汽车高速信号的传输特性进行仿真分析。通过设置不同方波信号带宽，对高速信号传输产生的信号振铃现象进行仿真分析。采用阻抗补偿技术增减阻抗从而控制整体特征阻抗，使高速信号传输过程中，避免由于阻抗突变过大，产生严重的反射。分析长导体产生的寄生电感与无介质材料包裹的导体间产生的寄生电容对高速信号传输特性的影响。 |
| 作者： | 傅锦华 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 李旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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