TPMS系统内置晶体谐振器和SAW的作用

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2019-08-31 10:07:54【大中小】

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早之前就有专人剖析过汽车系统和车载内部使用的晶体晶振类型,包括哪个区域哪个模块用哪种晶振,从事相关行业的人士大多一清二楚.晶体谐振器可用于汽车系统测试,和汽车设备中,其精准性和输出的时钟信号,可以使车载系统和设备高稳定的工作.TPMS是轮胎压力监测系统的简称,这是一项检测汽车安全性的重要测试,汽车已是如今最常见的出行工具之一,但也是出事故频率最高的交通工具,因此汽车安全问题不容忽视.

2000年,福特汽车的SUV”Explorer”上的轮胎胎面在高速行驶中脱落,导致侧翻事故,这成为一个社会问题.无论是轮胎还是车辆尚未定居.但是,已经指出缺乏轮胎气压是一个原因.在此次事故之后,美国制定了与汽车安全相关的TREAD法案(运输召回增强责任和文件法).穿着是必须的.之后,在2005年10月的20％和2006年9月的70％之后,从2007年9月开始在美国销售的所有车辆应该配备TPMS.

直接和间接表达

TPMS具有直接表达和间接表达.在直接型中,在轮胎中内置与轮胎气门一体化的装置(变送器),并测量气压和温度.另一方面,间接型使用ABS的车轮速度传感器,以及轮胎压力监测系统内置的石英晶体谐振器并通过将压力减小作为转数差来检测轮胎半径的变化.目前,间接公式是主流,但据说直接公式预计将在未来占据许多TPMS市场.在配备直接TPMS的流行汽车的情况下,当四个车轮中的任何一个减压时,驾驶员通过灯通知.在高级模型的情况下,将轮胎减压的轮胎与位置一起显示.此外,在豪华车中,每个轮胎的压力以数字方式显示存在差异.(图1)这里的问题是如何检测位置.

图1直接TPMS示意图

在豪华车中,在车轮附近安装125kHzLF波(低频)发射器,并且测量接收时间的方法用于识别位置.没有这样的装置,当轮胎旋转时,难以知道轮胎信号是什么.自1997年以来采用了间接公式.例如,德国宝马的”5系列”和”7”系列”已经采用了大量的漏气保用轮胎.该装置的特点是成本低,因为它不需要额外的硬件用于配备ABS的车辆.

在日本,由于对乘坐舒适性和高成本的影响,使用泄气保用轮胎的车辆数量有限.因此,可以说使用间接TPMS的例子很少.间接方法的问题在于可以检测相对压力,但是不能获得气压的绝对值.另外,四个车轮上的压力同时降低时的绝对值是未知的.

直接(无线电)类型

直接方法包括使用PLL方法的晶体谐振器的方法和使用SAW声表面谐振器的振荡器的方法.系统配置使用压力传感器直接检测气压变化,并由四个与轮胎气门阀集成的变送器,接收器和显示单元组成.采用一种方法,其中轮胎压力直接用变送器中的压力传感器测量,并通过无线电发送到车身上的接收器以通知驾驶员.使用晶体谐振器的每个发射器使用晶体气压传感器,传输IC和晶体谐振器.接收器还配有PLLIC和晶体单元.主要客户倾向于使用SAW声表面谐振器,因为它们具有简单的振荡电路和出色的抗冲击性.

表1晶体单元规格示例

是的.然而,与使用晶体谐振器的情况相比,SAW谐振器具有频率温度特性差的缺点,并且SAW谐振器逐渐切换到晶体谐振器.表1列出了此处使用的晶体单元的典型规格.抗冲击性严格违反其他汽车应用所要求的规格.另外,还有一个特征是采用与压电装置不密切相关的离心加速度作为可靠性要求项.使用的晶体谐振器主要是无引线型8045和5032.最近,有2520晶振的尺寸要求.

TPMS和晶体器件的未来

随着TRED法案领先于美国,预计TPMS将逐渐渗透到其他国家以应对这种合法化趋势.作为接收器,RKE(遥控无钥匙进入)接收器是共享的,发射器是无电池的.至于晶体器件,目前的趋势似乎是晶体单元的发展,但未来也将需要SAW谐振器,这些谐振器来自无电池要求.因此,不仅要注意使用石英谐振器,还要注意使用石英片的SAW谐振器.此外,对于通信设备的SMD晶振保持架的需求预计会在尺寸和重量方面增加.

汽车是石英晶振应用领域里,比较特殊的一个行业,因为用于汽车上的晶体,振荡器和SAW谐振器技术和性能上的要求比一般的产品要高,这也是为什么有那么多晶振厂家,致力于研发和量产专用于汽车上的汽车级晶振,并单独分类出来,针对性的营销.并且在出厂前,车载安防晶振要经过更严格测试,必须符合汽车安全性和AEC-Q200规定的标准,才能准许应用到各种汽车系统和车载产品身上.

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