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TPMS系統(tǒng)內(nèi)置晶體諧振器和SAW的作用
早之前就有專人剖析過汽車系統(tǒng)和車載內(nèi)部使用的晶體晶振類型,包括哪個區(qū)域哪個模塊用哪種晶振,從事相關(guān)行業(yè)的人士大多一清二楚.晶體諧振器可用于汽車系統(tǒng)測試,和汽車設備中,其精準性和輸出的時鐘信號,可以使車載系統(tǒng)和設備高穩(wěn)定的工作.TPMS是輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的簡稱,這是一項檢測汽車安全性的重要測試,汽車已是如今最常見的出行工具之一,但也是出事故頻率最高的交通工具,因此汽車安全問題不容忽視.
2000年,福特汽車的SUV”Explorer”上的輪胎胎面在高速行駛中脫落,導致側(cè)翻事故,這成為一個社會問題.無論是輪胎還是車輛尚未定居.但是,已經(jīng)指出缺乏輪胎氣壓是一個原因.在此次事故之后,美國制定了與汽車安全相關(guān)的TREAD法案(運輸召回增強責任和文件法).穿著是必須的.之后,在2005年10月的20％和2006年9月的70％之后,從2007年9月開始在美國銷售的所有車輛應該配備TPMS.
直接和間接表達
TPMS具有直接表達和間接表達.在直接型中,在輪胎中內(nèi)置與輪胎氣門一體化的裝置(變送器),并測量氣壓和溫度.另一方面,間接型使用ABS的車輪速度傳感器,以及輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)置的石英晶體諧振器并通過將壓力減小作為轉(zhuǎn)數(shù)差來檢測輪胎半徑的變化.目前,間接公式是主流,但據(jù)說直接公式預計將在未來占據(jù)許多TPMS市場.在配備直接TPMS的流行汽車的情況下,當四個車輪中的任何一個減壓時,駕駛員通過燈通知.在高級模型的情況下,將輪胎減壓的輪胎與位置一起顯示.此外,在豪華車中,每個輪胎的壓力以數(shù)字方式顯示存在差異.(圖1)這里的問題是如何檢測位置.
圖1直接TPMS示意圖
在豪華車中,在車輪附近安裝125kHzLF波(低頻)發(fā)射器,并且測量接收時間的方法用于識別位置.沒有這樣的裝置,當輪胎旋轉(zhuǎn)時,難以知道輪胎信號是什么.自1997年以來采用了間接公式.例如,德國寶馬的”5系列”和”7”系列”已經(jīng)采用了大量的漏氣保用輪胎.該裝置的特點是成本低,因為它不需要額外的硬件用于配備ABS的車輛.
在日本,由于對乘坐舒適性和高成本的影響,使用泄氣保用輪胎的車輛數(shù)量有限.因此,可以說使用間接TPMS的例子很少.間接方法的問題在于可以檢測相對壓力,但是不能獲得氣壓的絕對值.另外,四個車輪上的壓力同時降低時的絕對值是未知的.
直接(無線電)類型
直接方法包括使用PLL方法的晶體諧振器的方法和使用SAW聲表面諧振器的振蕩器的方法.系統(tǒng)配置使用壓力傳感器直接檢測氣壓變化,并由四個與輪胎氣門閥集成的變送器,接收器和顯示單元組成.采用一種方法,其中輪胎壓力直接用變送器中的壓力傳感器測量,并通過無線電發(fā)送到車身上的接收器以通知駕駛員.使用晶體諧振器的每個發(fā)射器使用晶體氣壓傳感器,傳輸IC和晶體諧振器.接收器還配有PLLIC和晶體單元.主要客戶傾向于使用SAW聲表面諧振器,因為它們具有簡單的振蕩電路和出色的抗沖擊性.
表1晶體單元規(guī)格示例
是的.然而,與使用晶體諧振器的情況相比,SAW諧振器具有頻率溫度特性差的缺點,并且SAW諧振器逐漸切換到晶體諧振器.表1列出了此處使用的晶體單元的典型規(guī)格.抗沖擊性嚴格違反其他汽車應用所要求的規(guī)格.另外,還有一個特征是采用與壓電裝置不密切相關(guān)的離心加速度作為可靠性要求項.使用的晶體諧振器主要是無引線型8045和5032.最近,有2520晶振的尺寸要求.
TPMS和晶體器件的未來
隨著TRED法案領先于美國,預計TPMS將逐漸滲透到其他國家以應對這種合法化趨勢.作為接收器,RKE(遙控無鑰匙進入)接收器是共享的,發(fā)射器是無電池的.至于晶體器件,目前的趨勢似乎是晶體單元的發(fā)展,但未來也將需要SAW諧振器,這些諧振器來自無電池要求.因此,不僅要注意使用石英諧振器,還要注意使用石英片的SAW諧振器.此外,對于通信設備的SMD晶振保持架的需求預計會在尺寸和重量方面增加.
汽車是石英晶振應用領域里,比較特殊的一個行業(yè),因為用于汽車上的晶體,振蕩器和SAW諧振器技術(shù)和性能上的要求比一般的產(chǎn)品要高,這也是為什么有那么多晶振廠家,致力于研發(fā)和量產(chǎn)專用于汽車上的汽車級晶振,并單獨分類出來,針對性的營銷.并且在出廠前,車載安防晶振要經(jīng)過更嚴格測試,必須符合汽車安全性和AEC-Q200規(guī)定的標準,才能準許應用到各種汽車系統(tǒng)和車載產(chǎn)品身上.
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