TPMS系統內置晶體諧振器和SAW的作用

來源：金洛鑫瀏覽：- 發布日期：2019-08-31 10:07:54【大中小】

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早之前就有專人剖析過汽車系統和車載內部使用的晶體晶振類型,包括哪個區域哪個模塊用哪種晶振,從事相關行業的人士大多一清二楚.晶體諧振器可用于汽車系統測試,和汽車設備中,其精準性和輸出的時鐘信號,可以使車載系統和設備高穩定的工作.TPMS是輪胎壓力監測系統的簡稱,這是一項檢測汽車安全性的重要測試,汽車已是如今最常見的出行工具之一,但也是出事故頻率最高的交通工具,因此汽車安全問題不容忽視.

2000年,福特汽車的SUV”Explorer”上的輪胎胎面在高速行駛中脫落,導致側翻事故,這成為一個社會問題.無論是輪胎還是車輛尚未定居.但是,已經指出缺乏輪胎氣壓是一個原因.在此次事故之后,美國制定了與汽車安全相關的TREAD法案(運輸召回增強責任和文件法).穿著是必須的.之后,在2005年10月的20％和2006年9月的70％之后,從2007年9月開始在美國銷售的所有車輛應該配備TPMS.

直接和間接表達

TPMS具有直接表達和間接表達.在直接型中,在輪胎中內置與輪胎氣門一體化的裝置(變送器),并測量氣壓和溫度.另一方面,間接型使用ABS的車輪速度傳感器,以及輪胎壓力監測系統內置的石英晶體諧振器并通過將壓力減小作為轉數差來檢測輪胎半徑的變化.目前,間接公式是主流,但據說直接公式預計將在未來占據許多TPMS市場.在配備直接TPMS的流行汽車的情況下,當四個車輪中的任何一個減壓時,駕駛員通過燈通知.在高級模型的情況下,將輪胎減壓的輪胎與位置一起顯示.此外,在豪華車中,每個輪胎的壓力以數字方式顯示存在差異.(圖1)這里的問題是如何檢測位置.

圖1直接TPMS示意圖

在豪華車中,在車輪附近安裝125kHzLF波(低頻)發射器,并且測量接收時間的方法用于識別位置.沒有這樣的裝置,當輪胎旋轉時,難以知道輪胎信號是什么.自1997年以來采用了間接公式.例如,德國寶馬的”5系列”和”7”系列”已經采用了大量的漏氣保用輪胎.該裝置的特點是成本低,因為它不需要額外的硬件用于配備ABS的車輛.

在日本,由于對乘坐舒適性和高成本的影響,使用泄氣保用輪胎的車輛數量有限.因此,可以說使用間接TPMS的例子很少.間接方法的問題在于可以檢測相對壓力,但是不能獲得氣壓的絕對值.另外,四個車輪上的壓力同時降低時的絕對值是未知的.

直接(無線電)類型

直接方法包括使用PLL方法的晶體諧振器的方法和使用SAW聲表面諧振器的振蕩器的方法.系統配置使用壓力傳感器直接檢測氣壓變化,并由四個與輪胎氣門閥集成的變送器,接收器和顯示單元組成.采用一種方法,其中輪胎壓力直接用變送器中的壓力傳感器測量,并通過無線電發送到車身上的接收器以通知駕駛員.使用晶體諧振器的每個發射器使用晶體氣壓傳感器,傳輸IC和晶體諧振器.接收器還配有PLLIC和晶體單元.主要客戶傾向于使用SAW聲表面諧振器,因為它們具有簡單的振蕩電路和出色的抗沖擊性.

表1晶體單元規格示例

是的.然而,與使用晶體諧振器的情況相比,SAW諧振器具有頻率溫度特性差的缺點,并且SAW諧振器逐漸切換到晶體諧振器.表1列出了此處使用的晶體單元的典型規格.抗沖擊性嚴格違反其他汽車應用所要求的規格.另外,還有一個特征是采用與壓電裝置不密切相關的離心加速度作為可靠性要求項.使用的晶體諧振器主要是無引線型8045和5032.最近,有2520晶振的尺寸要求.

TPMS和晶體器件的未來

隨著TRED法案領先于美國,預計TPMS將逐漸滲透到其他國家以應對這種合法化趨勢.作為接收器,RKE(遙控無鑰匙進入)接收器是共享的,發射器是無電池的.至于晶體器件,目前的趨勢似乎是晶體單元的發展,但未來也將需要SAW諧振器,這些諧振器來自無電池要求.因此,不僅要注意使用石英諧振器,還要注意使用石英片的SAW諧振器.此外,對于通信設備的SMD晶振保持架的需求預計會在尺寸和重量方面增加.

汽車是石英晶振應用領域里,比較特殊的一個行業,因為用于汽車上的晶體,振蕩器和SAW諧振器技術和性能上的要求比一般的產品要高,這也是為什么有那么多晶振廠家,致力于研發和量產專用于汽車上的汽車級晶振,并單獨分類出來,針對性的營銷.并且在出廠前,車載安防晶振要經過更嚴格測試,必須符合汽車安全性和AEC-Q200規定的標準,才能準許應用到各種汽車系統和車載產品身上.

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