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TPMS的电磁兼容性分析及改进措施研究

李尧尧  
【摘要】:轮胎压力监测系统(Tire pressure Monitoring System,TPMS)用于对汽车轮胎压力、温度的自动监测,从而实现对各种异常情况(如轮胎漏气、过低或过高气压、过高温度)预警,因此胎压监测系统具有能有效降低轮胎使用周期、减少车辆部件不正常磨损、降低油耗有利环保的特点。 随着汽车电子设备越来越多被使用,如雨刮器、GPS导航设备、车载影音系统、汽车无钥匙系统等,这导致了车内电子环境的相对复杂,此外车外的电磁环境也比较恶劣,主要来自于电力网络、雷电、无线电广播、电视、雷达、相邻车辆、高频感应加热设备等,这些电磁干扰都可能导致胎压监测系统失效,因此轮胎压力监测系统的电磁兼容分析、测试、设计策略具有一定的现实意义。 为了提高TPMS系统的电磁兼容的可靠性和鲁棒性,本论文将对TPMS系统的电磁兼容分析和电磁兼容改善两方面进行问题研究。针对这两点本论文进行了如下几方面的工作: 首先,本论文较详细介绍胎压监测系统以及汽车电磁兼容的国内外研究现状,并论述了电磁兼容的基本理论,为后文的研究奠定了基础。 然后,理论分析了汽车胎压监测系统的电磁兼容性,并从电磁干扰(EMI)和电磁抗干扰(EMS)两方面实测了TPMS的电磁兼容性,其中,又重点从仿真研究各种调制方式在TPMS信道承受干扰的能力的角度分析了其EMS性能。 之后,提出了抑制天线间的电磁干扰耦合的策略。首先设计了符合胎压监测系统的天线系统,包括了结构设计和匹配电路设计,然后采用源路仿真软件HFSS对设计的天线进行了理论仿真,接着针对设计的天线建立了电磁耦合模型,采用Matlab仿真得出了抑制电磁耦合的措施。 最后,以TPMS接收模块的设计为例提出改善PCB电磁兼容的设计措施,将Altium Protel设计的PCB的DXF文件输出到“所见即所得”的应用软件Ansoft designer中,仿真了PCB的抗干扰特性,结果表明这些设计措施是有效的。


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