當(dāng)汽車從機械代步工具進化為移動智能空間，一場關(guān)于“感知、思考、行動”的電子革命正在悄然發(fā)生。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動駕駛技術(shù)快速發(fā)展的背景下，由車載總線、智能傳感器和電驅(qū)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜車載電子系統(tǒng)正在將汽車電子測試由單一信號捕捉轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級綜合分析，這無疑對汽車的測試解決方案提出了更高要求。如何在高速信號捕捉、多通道同步采集以及復(fù)雜協(xié)議解碼之間取得平衡，成為汽車行業(yè)的技術(shù)人員面臨的共同挑戰(zhàn)。本文將從測試難點和解決方案角度，探討解決方案中涉及的關(guān)鍵技術(shù)點。

車載總線：智能汽車的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”健康診斷

車載總線測試涵蓋物理層信號完整性、協(xié)議兼容性、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力及低功耗管理四大維度，直接決定了整車電子系統(tǒng)的通信可靠性與協(xié)同效率。作為連接ECU的“數(shù)字神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，總線的微小異常可能導(dǎo)致自動駕駛指令延遲、車身控制失效等系統(tǒng)性風(fēng)險。

高速總線信號捕捉與細(xì)節(jié)還原

現(xiàn)代汽車系統(tǒng)涉及多種高速數(shù)據(jù)傳輸接口（如車載以太網(wǎng)、MIPI、USB、eDP等），如何驗證高速信號系統(tǒng)的邊沿細(xì)節(jié)、碼間串?dāng)_、抖動特性等重要指標(biāo)，是確保信號質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提。工程師往往需要高性能的信號捕捉和分析設(shè)備來對高速總線信號進行分析，如高性能示波器、誤碼儀等。

RIGOL的示波器如DS80000系列，具有最高可達13GHz的帶寬和40GSa/s的采樣率，能夠精確捕捉高速信號并高保真地還原信號細(xì)節(jié)，結(jié)合眼圖和抖動分析功能，能夠幫助工程師快速分析信號是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，RIGOL還提供LVDS、車載以太網(wǎng)、MIPI D-PHY、USB等高速總線合規(guī)性分析解決方案，為車載高速接口的測試提供強有力的支撐。

復(fù)雜通信協(xié)議的解碼與分析

面對CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay等多種總線協(xié)議，測試平臺不僅需要捕捉物理層的高速信號，還要實現(xiàn)數(shù)字信號的有效解析。如何準(zhǔn)確還原通信過程、識別異常數(shù)據(jù)幀和檢測觸發(fā)失效，是現(xiàn)代測試方案中必不可少的環(huán)節(jié)。

針對汽車電子常見的總線通信（CAN/CAN-FD，LIN，F(xiàn)lexray，SENT等），RIGOL數(shù)字示波器提供內(nèi)置的協(xié)議分析功能。用戶可以自行選擇總線協(xié)議，配置相應(yīng)的解碼參數(shù)，通過數(shù)字示波器的界面實時查看事件數(shù)據(jù)，排查通信異常。與此同時，大存儲深度的設(shè)計可以支持捕獲更長時間的測試數(shù)據(jù)，結(jié)合內(nèi)置的搜索導(dǎo)航，事件表跳轉(zhuǎn)功能可以幫助工程師快速定位長記錄數(shù)據(jù)中的特定異常幀，大大提高了調(diào)試效率。

車載傳感器：環(huán)境感知的“真實世界”鏡像

車載傳感器測試涉及信號鏈保真度、環(huán)境適應(yīng)性及多源融合效能，是智能駕駛系統(tǒng)感知決策的基石。作為汽車的“電子感官”，傳感器的毫厘之差可能導(dǎo)致系統(tǒng)對現(xiàn)實世界的認(rèn)知偏差。

多通道同步采集與時序校驗

隨著車載系統(tǒng)功能的集成度不斷提升，汽車ECU周邊傳感器數(shù)量也在不斷增加，對于測試的要求也在提升。這要求工程師將測試方式從單器件測試轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級測試，對于測試數(shù)據(jù)量的處理以及對于高精度測試設(shè)備的集成度都提出了要求，尤其是對于多路時間或者數(shù)據(jù)同步有較高要求的傳感器測試，高精度的多通道同步采集顯得尤為重要。實現(xiàn)各通道間時間基準(zhǔn)的精準(zhǔn)同步，是跨通道時序校驗和故障定位的關(guān)鍵。高精度的同步時鐘分發(fā)與低抖動觸發(fā)機制，能夠確保在多路數(shù)據(jù)捕獲時，各通道數(shù)據(jù)能在一致的時基下進行聯(lián)合分析，為整體系統(tǒng)調(diào)試提供可靠依據(jù)。

為應(yīng)對多路同時捕獲數(shù)據(jù)的需求，RIGOL能夠提供單機單通道數(shù)據(jù)采集模塊，多通道單機數(shù)據(jù)采集和分析設(shè)備，以及系統(tǒng)集成最高512通道的高精度同步采集解決方案，可以滿足多種工況下的測試需求，通過低抖動的時鐘分發(fā)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)各通道在同一時間點觸發(fā)采集，確保不同數(shù)據(jù)流之間的時間對齊。這樣不僅便于跨通道時序分析，還能在多個總線同時運行時，準(zhǔn)確捕捉整體系統(tǒng)狀態(tài)。

環(huán)境適應(yīng)性與系統(tǒng)級集成

車載電子設(shè)備常常需要在極端溫度及嚴(yán)苛環(huán)境下工作，需要做好極端工況的驗證工作才能確保車載電子設(shè)備的穩(wěn)定可靠。這不僅對于車載設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)提出了嚴(yán)格的要求，對于配套的測試設(shè)備也一樣。因此測試儀器在保證高精度測量的同時，還需要具備寬溫設(shè)計和高度抗干擾能力。除此之外，單個的測試機臺往往需要有多種測試設(shè)備同時工作，對于空間的要求也會比較高，測試設(shè)備的形態(tài)和控制同樣也是工程師需要考慮的問題。

RIGOL提供極端工況下的數(shù)據(jù)采集解決方案，考慮到汽車電子測試環(huán)境的特殊性，測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)和散熱都需要更加嚴(yán)格的設(shè)計，確保設(shè)備在寬范圍的高低溫極端條件下依然能保持高精度工作。模塊化、緊湊型的機架設(shè)計使得設(shè)備能夠便捷安裝于標(biāo)準(zhǔn)測試機架中，并支持網(wǎng)頁控制，標(biāo)準(zhǔn)SCPI協(xié)議程控以及多臺儀器同步運作，實現(xiàn)系統(tǒng)級測試與遠程監(jiān)控。

電機控制：驅(qū)動系統(tǒng)的“毫厘之爭”

電機控制系統(tǒng)測試聚焦功率器件開關(guān)特性、控制算法精度及EMC性能三大領(lǐng)域，關(guān)乎車輛動力響應(yīng)速度、能效轉(zhuǎn)化水平與電磁兼容性。作為電驅(qū)動系統(tǒng)的“硅基肌肉”，控制信號的細(xì)微偏差將導(dǎo)致扭矩波動、NVH劣化甚至系統(tǒng)宕機。

多通道高精度同步測量

汽車電控系統(tǒng)需同時采集多路傳感器信號（如電流、電壓、溫度等），并在嚴(yán)苛的電磁環(huán)境中保證時序一致性。例如，電機控制測試中需同步捕獲6路PWM信號、旋變解碼角度及CAN總線指令，任何通道間時基偏差＞1ns都會導(dǎo)致控制邏輯分析失效。此時的測試系統(tǒng)需要有高測試密度，納秒級的同步精度，并支持混合信號處理。

RIGOL可提供多種解決方案，如最新推出的MHO/DHO5000系列，支持最高8個模擬通道輸入，并且提供支持混合信號輸入的型號，依靠高密度測試性能，可以有效應(yīng)對此類挑戰(zhàn)。

高動態(tài)范圍信號捕獲

電控系統(tǒng)信號跨度極大（如電流檢測需覆蓋μA級靜態(tài)功耗至kA級短路電流），且需在強干擾下提取微弱信號（如霍爾傳感器mV級輸出疊加10V共模噪聲）。所以如何應(yīng)對高動態(tài)范圍的信號捕獲也是電控系統(tǒng)中必須要解決的測試難題，這要求測試設(shè)備能夠支持寬動態(tài)范圍的信號測量，信號拾取設(shè)備需要具備高共模抑制比以排除共模干擾，必要時還需要通過實時濾波功能過濾掉高頻開關(guān)噪聲輔助測試。

RIGOL高分辨率示波器提供最小可達100μv/div的垂直檔位和12bit的高分辨率，即使是微弱信號也能得到精確的量化和測試。RIGOL的高壓差分探頭，光隔離探頭具備高共模抑制比特性，可以用于用于應(yīng)對共模干擾帶來的測試挑戰(zhàn)。

EMC測試

在新能源汽車電控系統(tǒng)中，由于使用的SiC等第三代半導(dǎo)體器件的開關(guān)頻率達到了MHz級別，干擾頻段延伸至GHz，所以EMC測試的難度也相對加大，需要重點關(guān)注電控的高頻開關(guān)對于車載設(shè)備（傳感器，通信模塊等）的輻射干擾，同時也需要量化電源/信號線傳導(dǎo)的開關(guān)噪聲，避免引起低壓系統(tǒng)的異常。RIGOL能夠為汽車電子以及相關(guān)零部件提供從傳導(dǎo)到輻射的預(yù)測試解決方案，為EMC測試提供有力支持。

結(jié) 語

汽車電子測試正逐步從單一信號捕捉向系統(tǒng)級綜合分析轉(zhuǎn)變，如何在高速數(shù)據(jù)捕捉、多通道同步、復(fù)雜協(xié)議解碼與環(huán)境適應(yīng)性之間實現(xiàn)平衡，是當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。本文探討的關(guān)鍵技術(shù)，展示了在這一領(lǐng)域中如何結(jié)合高帶寬采樣、多通道同步及先進數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)更為精準(zhǔn)的汽車電子測試。

通過深入研究這些技術(shù)方案，業(yè)內(nèi)技術(shù)人員可以更好地理解和應(yīng)對汽車電子測試中的挑戰(zhàn)，共同推動車載系統(tǒng)的創(chuàng)新與優(yōu)化。如需了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)及最新方案，請訪問相關(guān)技術(shù)專題頁面或聯(lián)系專業(yè)客服，共同探討下一代汽車電子測試的前沿技術(shù)。

關(guān)于普源精電RIGOL

普源精電（RIGOL）是一家全球性的電子測量儀器公司，專注于通用電子測量的前沿技術(shù)開發(fā)與突破，以“成就科技探索，助您無限可能”為使命，聚集極富價值潛能與遠見卓識的優(yōu)秀人才，致力于為全球用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。RIGOL品牌為全球超過90個國家和地區(qū)的客戶的測試測量應(yīng)用賦能，提供芯片級、模塊級和系統(tǒng)級多層次解決方案，助力通信、新能源、半導(dǎo)體、教育科研及系統(tǒng)集成等廣泛客戶解決測試測量復(fù)雜挑戰(zhàn)，實現(xiàn)科技探索的無限可能。更多信息請訪問：www.rigol.com。