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摘要：车辆网络的主要组成部分,车辆通信终端(英文名字是TelematicsBOX,称为“T -盒),承担车辆之间的网络和数据通信网络在车外,身体的重要功能,如数据采集、远程控制,所以越来越多的广泛应用,特别是在电动汽车远程服务的技术规范和管理制度的国家标准(GB / T32960),使T箱前端装载率将大大提高，设计在满足车辆段对车载通信终端变化的功能需求的同时，也要应对电磁兼容设计带来的挑战。本文主要介绍了T-box和EMC设计分析。
关键词：汽车；电子车载；通信终端；EMC设计
1车载通信终端EMC设计
T-Box的EMC测试主要包括辐射测试、抗干扰测试和ESD测试，其中重测、BCI测试和ESD测试是重点。如果在产品设计之初考虑不当，NG就会出现在测试中，重新测试的结果会导致个别频率点超过设定的标准。产品在BCI测试中受到干扰时，监测数据会出现乱码。ESD会导致接口损坏或驱动IC失效等，所以有必要从设计分析的源头入手，在实验中采取有效的对策，以降低产品的EMC风险。
1.1车载通信终端RE问题及解决措施
RE测试是衡量被试品通过空间辐射对其他设备的骚扰能力。汽车电子的RE测试检测频率一般从0.1MHz开始，最高可以达到3GHz，几乎覆盖到所有通讯行业频率，造成RE超标的原因是多方面的，如设计电路有缺陷、PCB布局问题、结构屏蔽效能低、器件选型问题等等，因此需要针对具体问题而具体分析，在笔者的一个项目曾经遇到低频段1.2MHz频点严重超标，通过排除法定位了来自电感器件问题，采用全封闭电感替代半封闭电感后，通过实验再次验证，辐射明显降低了。如图1、图2所示。
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图1整改前测试图片图2整改后测试图片
针对RE辐射问题，常见的解决办法如下：
1.1.1降低干扰源辐射能量
T-BOX内部电路各个器件工作时钟CLK频率也各不相同，从几百KHz一直到几十MHz，通常为了降低时钟对外能量辐射，在器件收发时钟线上串联10-22Ω不等的电阻，让时钟脉冲上升沿变为缓慢上升；同时对时钟线要做包地处理；空间上与其他布线之间要满足3W原则；其他模拟信号电路要远离时钟干扰源。
1.1.2PCB布线要优化
电源、地的环路布局面积要小，电源入口线要最短；差分信号线要同层、等长、并行、阻抗一致，差分线间无其他走线；高频信号走过孔要少；个别DCDC电源加屏蔽壳接地处理；重要信号线勿走折线。
1.1.3器件布局方面要合理
晶振、晶体等强辐射器件要远离敏感器件，并且要远离PCB边缘，在晶振周边加隔离地，与MCU之间引线要短；接口信号的滤波防护器件要遵循先防护后滤波原则。通过以上多种处理措施，能够将RE干扰能量降低，有效地解了决RE辐射超标问题。
2车载通信终端BCI问题及解决措施
BCI“BulkCurrentInjection”(大电流注入)是用来衡量各车载设备抵御耦合到线束上的射频干扰信号的能力，是汽车电子产品常用的一种抗干扰试验方法。BCI的工作原理是利用电流注入探头互感器将干扰信号感应至线束，射频干扰信号通过电流注入探头耦合后，转换为射频电流，在线束中以共模方式流过，因此干扰方式主要是以共模干扰形似存在，一般测试的频率范围从1Hz至400MHz。依据测试标准ISO11452-4:2005《道路车辆.窄带辐射的电磁能量产生的电干扰的部件试验方法第4部分：大电流注入（BCI）法》，对T-BOX进行试验检测，试验中需要对包括4G通讯、CAN通讯等主要功能进行实时监控。
在做BCI测试时经常发现CAN报文数据和USB接口数据出现乱码现象；按键接口偶尔会误动作现象，对上述实验原理进行分析，一般采用下面两种做法：
（1）对于USB、CAN之类属于差模信号传输，而施加的回路干扰属于共模类型，串上共模电感能较好的抑制共模干扰，并且共模电感对有用的差分信号没有任何衰减。
（2）对于单端信号，像按键、LED之类的差模回路类型，采用滤波器方式，在线缆入口处放置滤波电容，根据施加干扰频率范围，选择有效滤波频段和电容容值，能够将干扰信号降低滤除。因此，对于BCI测试，针对不同的电路设计模式，采用有效的对策手段，能够取得明显的效果。
3车载通信终端ESD设计
ESD是T-BOX在EMC设计中最需重要环节，ESD试验是为了评估车载设备遭受来自操作者直接接触放电和临近物体间接放电的抗扰能力，一旦ESD失效，会导致T-BOX主机某些接口功能失效或器件损坏，直接影到响产品使用，对于ESD防护设计，主要从硬件角度进行考虑，包括原理图设计、PCB布局和结构设计等综合处理方法。以下列出相关设计经验供大家参考。
（1）设计前期需要确定T-BOX耐受ESD电压等级，所选防静电器件要高于测试电压，确保ESD实验时静电不会将T-BOX接口内部器件击坏。
（2）在原理图设计阶段，需要在T-BOX所有与外界交互的接口处要预留TVS管等ESD保护措施，用于提高接口的抗ESD干扰能力。
（3）PCB元件布局时，要保证静电通过TVS管对地泄放回路路径尽可能短,并且泄放回路阻抗要足够低；TVS管等ESD保护措施尽可能放在接口处附近，当静电由端子外部向内部沿信号线传递时,首先要经过TVS管及保护措施，并且可以在信号线上串微小电阻，能够有效的拦截静电流流入板内。主机所有元件布局时，器件距离四周板边缘要≥5mm，并且在此区域内不要布信号线，而是铺满地层，对于多层PCB，板子边缘要多放置一些地孔。
（4）在结构设计时，壳体缝隙要足够小，用于防止空气放电时静电窜扰到壳体内部PCB板上，而击坏器件。
结束语
随着汽车工业的发展，汽车的产量和拥有量不断增加，EMC设计在汽车电子中发挥着越来越重要的作用。汽车电子产品的EMC标准比其他产品更严格。通过EMC测试，可以客观评价t-Box的电磁兼容设计能力。解决EMC测试问题，可以从设计源头采取有效对策，降低产品的EMC风险，保证产品质量。本文提出的电磁兼容解决方案也适用于其他电子产品。
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