適用于汽車的USB連接技術(shù)新概念
USB(通用串行總線)正逐步發(fā)展成為一項標準的傳輸協(xié)議。毫無疑問,這種發(fā)展得益于USB接口在眾多電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用。因此,在車輛上配置這類通用總線設(shè)備是非常合理和明智的選擇。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/197773.htm在過去的十多年中,集成化的通信技術(shù)在各類車輛上的應(yīng)用得以迅猛發(fā)展。汽車無線電裝置無疑已成為汽車中的“主體單元”,負責對大量應(yīng)用和功能設(shè)備進行中央?yún)f(xié)調(diào)。
與此同時,電子產(chǎn)品(如筆記本電腦、iPods、移動電話、MP3播放器和存儲棒等)在汽車中的應(yīng)用范圍也在不斷增加,因此,必須確保電子產(chǎn)品與現(xiàn)有車載設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?;另外,?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)不僅在中高檔和豪華型車輛上進行裝配,而且還將逐步發(fā)展到標準配置車輛上,這已經(jīng)成為當前的主流趨勢。
USB正逐步發(fā)展成為一項標準的傳輸協(xié)議。雖然目前市場上已能提供大量相關(guān)的傳輸配件,特別是在連接技術(shù)方面(如連接器和傳輸線),而且這些配件使用起來也很方便和快捷,但在某些場合下,使用這些產(chǎn)品會使應(yīng)用變得復雜且具有風險性。
對于目前車內(nèi)逐漸開始使用的USB接口設(shè)備,其連接器和線纜往往不是根據(jù)車載惡劣環(huán)境設(shè)計的。因此,最簡線路設(shè)計未必就是最成功的設(shè)計。設(shè)備上松散敷設(shè)的線纜、適配器導線,尤其是屏蔽較差的線路連接,會明顯惡化車輛內(nèi)部的電磁狀況。
基于多年量產(chǎn)化產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗,泰科電子(Tyco Electronics)認為這些產(chǎn)品設(shè)計還必須滿足許多其他在車輛使用中的邊界條件,包括非??量痰沫h(huán)境要求,例如在遭受振動、潮濕、氣體污染和機械應(yīng)力的情況下,相關(guān)部件必須能在指定的溫度范圍內(nèi)正常運行。這些要求將確保車輛相關(guān)部件擁有15~20年左右的使用壽命。
當然,這些功能也與汽車制造廠直接相關(guān);另外,接插使用次數(shù)也是USB連接器非常重要的一項指標。盡管移動電話、計算機等許多電子產(chǎn)品每兩三年便要更換一次,但經(jīng)測算,車輛用USB接口必須在大約20年的使用壽命里可保證接插20 000次。圖1所示為泰科電子的可靠的汽車USB連接技術(shù)。
在今后幾年內(nèi)接口將向小型化發(fā)展,因此使用小型或微型USB接口就只是時間問題了。泰科電子通過綜合的產(chǎn)品概念來解決這些問題,其原理是通過使用與車輛用途全面兼容的連接器和線纜,再結(jié)合可靈活更換的USB適配器來解決。
高速連接器在車輛上使用的基礎(chǔ)原理
在開發(fā)適用于高頻車用連接系統(tǒng)時,首要考慮其在惡劣環(huán)境下使用時的精確度、機械強度和總體適用性的設(shè)計問題。要實現(xiàn)對稱高頻電信號通過線纜和接口的無干擾數(shù)據(jù)通信,如下特性同樣非常重要:傳輸線路上的恒阻抗;絕緣材料介質(zhì)損耗??;連接器采用良好的低電阻的端子連接;成對信號導線規(guī)則絞線;屏蔽部分重復覆蓋。
很明顯,如果不做額外努力,這些特殊要求將無法實現(xiàn)。同時,我們還必須注意到,有些條件還是互相矛盾的。更重要的是如何選擇端子連接系統(tǒng),它必須能保證在車輛使用壽命內(nèi)端接良好。這里可能面臨的問題包括低接觸電阻和阻抗,以及插座和端子觸點的接插區(qū)的同質(zhì)性。
基于上述原因,泰科電子選擇MQS(Micro Quadlock)端子連接系列應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)已在各類車輛上經(jīng)多年驗證,如果配上其對稱型連接器的設(shè)計,原則上也適用于數(shù)據(jù)傳輸。圖1上半部分顯示了基于MQS連接的4位屏蔽連接器系統(tǒng)。
圖1 泰科電子的可靠的汽車USB連接技術(shù)
在這里,整個接插件都采用屏蔽設(shè)計。這種設(shè)計一方面能確保連接區(qū)域的穩(wěn)定阻抗,另一方面能滿足汽車電磁兼容性(照射、輻射)的高要求。
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