檢測線束中的開路和短路的診斷技術(shù)

作為現(xiàn)代汽車的一個關(guān)鍵部件，電線束包括數(shù)以千計的裝配元件，它們將各個電子系統(tǒng)連接在一起，使得它們能夠協(xié)同工作。任何線束出現(xiàn)的小故障，都可能對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。然而，為了應(yīng)對車輛內(nèi)部電子系統(tǒng)的日益增長的需求，汽車線束的復(fù)雜性也在不斷增加，因而我們更加迫切地需要快速簡單地檢測斷路和短路線路。線路診斷在整個車輛使用壽命期間都是非常重要的。從安裝階段開始，診斷和修理線路故障可能導(dǎo)致嚴重制造延遲。在運行階段，診斷和修理線路故障可能導(dǎo)致汽車修理次數(shù)增加，從而大幅增加制造商的保修成本。

　　主動安全系統(tǒng)，包括車道檢測和停車輔助系統(tǒng)（前視和后視攝像頭），以及信息娛樂系統(tǒng)（包括導(dǎo)航和后座娛樂），是人們更為關(guān)注的汽車電子系統(tǒng)。要使這些系統(tǒng)高效運行，從汽車任何角落通過電纜傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)必須能夠可靠地傳送至駕駛員和乘客。電纜健康狀況對于維持這些系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。

　　本文提出了一種電路構(gòu)想，可以提供可靠而經(jīng)濟高效的技術(shù)，在汽車應(yīng)用的視頻和音頻傳輸線路上實施診斷。

　　圖1中所示電路可以有效地檢測電池短路（STB）、對地短路（STG）、開路和短路故障。該電路使用 ADA4433-1 （U1）全集成視頻重構(gòu)濾波器，作為視頻傳輸信號鏈的一部分，還使用ADA4830-1（U2）高速差動放大器作為檢測電路。ADA4433-1內(nèi)置一個高階濾波器，-3 dB截止頻率為10 MHz，在27 MHz頻率下提供45-dB的抑制，還具有2 V/V的內(nèi)部固定增益。它具有出色的視頻特性，在輸出上提供過壓保護（OVP）和過流保護（STG），而且功耗較低。ADA4830-1提供0.50 V/V的衰減增益，還提供故障檢測輸出標志，指示其輸入上是否存在過壓狀況。它提供高達18 V的輸入過壓保護，具有寬輸入共模電壓范圍和出色的ESD穩(wěn)定性。

　　在圖1所示的示例電路中，U1代表差分輸出緩沖，它可將視頻信號從后視攝像頭或發(fā)動機控制單元（ECU）傳輸?shù)浇邮諜C。輸入通常是由CMOS成像元件或視頻編碼器驅(qū)動的。U1的主要功能是提供有源濾波功能（重構(gòu)），并驅(qū)動視頻信號通過電纜向顯示屏的傳輸。U2的輸入跨接到U1的輸出，以提供表1中所列的故障檢測功能，下面的段落將對此進行說明。

　　圖1. 使用ADA4433-1 （U1）和ADA4830-1 （U2）的線路診斷電路。

　　電池短路故障檢測

　　U1和U2都具有集成電池短路檢測功能和STB輸出標志。在電池短路事件中，U2的輸出標志位將發(fā)信號指示邏輯低狀態(tài)，微控制器的通用輸入/輸出（GPIO）端口可以輕松地讀取該信號。

　　對地短路故障檢測（單路輸出）

　　將U1的正輸入端（INP）連接到負輸入端（INN）。+OUT和？OUT之間的差分輸出應(yīng)為0 V.如果任一個輸出對地短路，則U2輸出端的差分電壓應(yīng)大于500 mV.

　　對地短路故障檢測（兩路輸出）

　　將U1的正輸入（INP）設(shè)置為0 V.+OUT和？OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1 V.如果兩路輸出都對地短路，則U2輸出端的差分電壓為大約0 V.

　　開路

　　將U1的正輸入（INP）設(shè)置為0 V.+OUT和？OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1 V.如果有短開的連接，則在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約500 mV.

　　相鄰輸出短路

　　將U1的正輸入（INP）設(shè)置為0 V.+OUT和？OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1 V.如果兩路輸出短路連在一起，則在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約0 V.

　　正常運行（無電纜故障）

　　將U1的正輸入（INP）設(shè)置為0 V.+OUT和？OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1 V.在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約250 mV.

　　表1. 診斷輸出指示器小結(jié)