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為什麼要將超聲波傳感器用於汽車輔助設計？

發布時間：2017-12-14 來源：eefocus 責任編輯：lina

【導讀】duonianyilai，chaoshengboganyingqizaichengyongcheshangyingyongguangfanruchaoshengbotingchefuzhukebangzhucheliangzaidisutingcheshijiancezhouweiwuti。ciwai，tijiaokaiqihoubeixiangheruqinjiancebaojingzeshichaoshengbochuanganqidelianggexinxingyingyong。rutu1所示。本文將為您詳細解釋這三種應用為何以及如何使用超聲波感應器。

圖1：用於乘用車中的超聲波感應器

超聲波停車輔助係統

超聲波停車輔助也被稱為停車輔助係統、tingcheyindaoxitonghedaochefuzhu。zhexiexitongkeshixiancongjiandandijiancezhouweiwutibingtongguoshengyinjingshijiashiyuan，daojihumeiyourenweicaozuodezidongtingche。tongchang，zhexiexitongyongyou4-16個感應器，巧妙地圍繞車身安裝，以提供所需的檢測覆蓋，如圖2所示。

圖2：使用PGA460-Q1的超聲波停車輔助星型配置

設計這些類型應用的工程師應尋求驅動超聲波傳感器（發射器）的集成電路，同時接收、調節和處理確定物體與車輛距離的超聲回波。例如，PGA460-Q1能夠可靠地檢測距離最遠為5米的國際標準化組織（ISO）杆（用於超聲波停車輔助的聚氯乙烯（PVC）管作為性能標準）。該器件還通過了嚴格的靜電放電（ESD）和大電流注入（BCI）測試，即在進行超聲波停車輔助係統開發時的常規測試。

由於原始設備製造商（OEMs）麵臨每輛車需要增加超聲波感應器數量的需求，超聲波停車輔助的成本壓力將在未來數年持續增加。而PGA460-Q1則能夠為高產量的一級供應商提供具有競爭力的成本結構。

超聲波停車輔助模塊的常見要求，包括：

Ÿ從30厘米到5米的物體檢測的能力。

Ÿ時間指令接口（TCI）或者從模塊連接到局部電子控製單元或直接連接到車身控製模塊（BCM）（總線配置）的局域互連網絡（LIN）通信。

為滿足自動駕駛汽車的需求，短距離和長距離物體檢測標準將變得更加嚴格。從2025年開始，超聲波模塊將必須能夠檢測距離在10厘米到7米的物體。半導體供應商在模擬前端（AFE）敏感度和驅動方法的改進對於滿足這些檢測距離的要求至關重要。

TCI和LIN是當今超聲波停車輔助係統中最常見的兩種通信接口。然而，隨著汽車高級駕駛輔助係統（ADAS）視覺處理能力的提高，預計外圍感應器接口（PSI）5、分布式係統接口（DSI）3或控製器局域網（CAN）等更高速協議將被應用來傳送大量的超聲回波數據。

踢腳開啟後備箱

踢ti腳jiao開kai啟qi後hou備bei箱xiang也ye稱cheng為wei智zhi能neng後hou備bei箱xiang開kai啟qi係xi統tong。該gai功gong能neng使shi車che主zhu將jiang腳jiao放fang在zai後hou保bao險xian杠gang下xia方fang，無wu需xu使shi用yong雙shuang手shou，僅jin需xu踢ti腳jiao動dong作zuo就jiu能neng打da開kai汽qi車che後hou備bei箱xiang，如ru圖tu3所示。

圖3：踢腳開啟後備箱

chuantongdetijiaokaiqihoubeixiangxitongshiyongweiyubaoxiangangdibudedianrongshiganyingtiao。danxuduoqicheyijigongyingshangzhengzaitansuoshiyongchaoshengboganyingjishuzaizheyiyingyongshang，yixiexitongyijingpiliangshengchan。yudianrongshiganyingxiangbi，chaoshengboganyingdeyoushishizaiwugouheshuidenghuanjingyinsuyingxiangxiadekekaoxinghejianguxing，dianrongshiganyingduihuanjingyinsufeichangmingan，ruguocheshenbeinongzang，gaigongnengkenengjiuwufazhengchangshiyong。

針對踢腳開啟係統的超聲波解決方案常見要求包括：

Ÿ從15厘米到1米處檢測物體的能力

Ÿ低靜態電流

Ÿ在12V汽車電池供電下正常工作

讓我們逐一介紹這些要求。

距離15厘米到1米的物體檢測

使(shi)用(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)感(gan)應(ying)技(ji)術(shu)於(yu)踢(ti)腳(jiao)開(kai)啟(qi)後(hou)備(bei)箱(xiang)的(de)挑(tiao)戰(zhan)之(zhi)一(yi)是(shi)近(jin)距(ju)離(li)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)。超(chao)聲(sheng)波(bo)感(gan)應(ying)器(qi)精(jing)確(que)檢(jian)測(ce)近(jin)場(chang)物(wu)體(ti)的(de)能(neng)力(li)取(qu)決(jue)於(yu)感(gan)應(ying)器(qi)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)規(gui)格(ge)、驅動方法和設計以及接收路徑（AFE和數字處理）的性能。

高品質的傳感器，如Murata的MA58MF14-7N，在傳感器激發階段具有更穩定可靠的衰減或“振鈴”。通過選擇高品質的傳感器，可以減少衰減的時間長度，更準確地預測衰減的穩定性。

傳感器驅動器的方法和設計將顯著影響超聲波衰減周期和曲線。在需要近場性能的踢腳開啟後備箱應用中，TI建議使用變壓器驅動拓撲結構。圖4是使用PGA460-Q1的變壓器驅動原理圖示例。

圖4：PGA460-Q1變壓器驅動原理圖

當使用變壓器增加電源電壓激活傳感器時，衰減曲線更加穩定可測，使得近距離物體檢測性能更優。

最後，AFE和數字處理的性能也會影響近距離和遠距離的物體檢測。例如，PGA460-Q1具有低噪聲放大器，配有可編程時變增益級，嵌入12weizhucibijinjicunqimoshuzhuanhuanqi。dizaoshengfangdaqikeyijianshaojieshouxinhaodezaosheng，bingqiekebianchengzengyifangdaqideshibianzengyitexingkeyishixianduijinchangwutiyingyongjiaoxiaozengyiheduiyuanchangwutijianceyingyongjiaodazengyi。ninkeyijiangjicunqizhongdezengyiquxianshezhicunchuzaidiankecachukebianchengzhiducunchuqi（EEPROM）中。

低靜態電流

由於踢腳開啟超聲波感應器必須在汽車熄火的情況下運行，所以係統靜態電流很重要，是OEM很關注的性能。PGA460-Q1具有?9?1500μA電流消耗的睡眠模式，可以間歇地使用該模式，使整個係統的電流消耗達到必要水平。

在12V汽車電池供電下正常工作

PGA460-Q1器件用於從6V至28V的輸入電壓範圍工作。在踢腳開啟後備箱應用中，PGA460-Q1器件直接連接到汽車電池。適當的外部組件保護措施，例如瞬態電壓抑製（TVS）二極管有助於保護器件免受電池瞬態和反向電池電流的影響。

入侵檢測報警

在zai歐ou洲zhou，入ru侵qin檢jian測ce報bao警jing是shi消xiao費fei者zhe在zai購gou車che時shi的de可ke選xuan設she備bei或huo在zai購gou車che後hou安an裝zhuang。當dang汽qi車che熄xi火huo和he停ting靠kao時shi，這zhe些xie報bao警jing器qi將jiang使shi用yong超chao聲sheng波bo感gan應ying器qi來lai檢jian測ce車che內nei的de任ren何he移yi動dong。該gai報bao警jing用yong作zuo主zhu報bao警jing係xi統tong的de後hou備bei係xi統tong，如ru果guo兒er童tong或huo寵chong物wu在zai車che內nei移yi動dong，也ye會hui發fa出chu報bao警jing。根gen據ju由you於yu已yi經jing有you附fu加jia的de防fang盜dao和he安an全quan保bao障zhang，消xiao費fei者zhe時shi常chang會hui因yin其qi車che輛liang擁yong有you這zhe項xiang功gong能neng而er獲huo得de保bao險xian折zhe扣kou。

大多數係統使用一到兩個超聲波發射器和一到兩個接收器。超聲波感應器如PGA460-Q1可以驅動和接收一個發射器和一個接收器，因此可能需要一到兩個PGA460-Q1器件。

總結

jinguanzhesanzhongyingyongchangjingshizuichangshiyongchaoshengboganyingqi，yijigongyingshangheyuanshishebeizhizaoshanghaizaikaifaouyichemen，mangdianzhencexitongyijiqianxiangzhudongbizhuangxitongdengfujiayingyong。nihailejieqitashiyongchaoshengboganyingqideqicheyingyongma？qingzaixiafangpinglun。

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