隨著車載接口的高速化和需求增多，在以LVDS傳輸信號(hào)的車載攝像頭等系統(tǒng)中，PoC（同軸電纜供電）正在不斷發(fā)展。若要在電路側(cè)分離信號(hào)和電源，需要使用由電感及磁珠組成的PoC濾波器。對(duì)于PoC濾波器，確保通信質(zhì)量很重要，這就要求構(gòu)成濾波器的電感對(duì)低頻帶到高頻帶的交流成分有較高的阻抗。

確保PoC（同軸電纜供電）通信質(zhì)量的必要性

PoC使用一根同軸電纜進(jìn)行通信并供給電源，若要分離信號(hào)和電源，防止信號(hào)通過(guò)電源線路，需要使用電感及磁珠組成的PoC濾波對(duì)策。如果PoC濾波器使用阻抗特性無(wú)法滿足系統(tǒng)要求的電感，通信質(zhì)量會(huì)下降，導(dǎo)致誤操作，可能會(huì)對(duì)安全性造成影響。

例）

如果PoC濾波器確保傳輸質(zhì)量的能力和抗噪音特性（EMS等）不足，會(huì)導(dǎo)致通信錯(cuò)誤，如圖1所示，因?yàn)椴荒茱@示來(lái)自攝像頭的圖像，有可能會(huì)給駕駛帶來(lái)影響。

圖1　由于通信錯(cuò)誤，攝像頭畫面中斷

在寬頻帶實(shí)現(xiàn)高阻抗的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

為了確保前一章所述的通信質(zhì)量，需要PoC的抗噪音特性。因此，需要PoC濾波電感對(duì)低頻帶到高頻帶的交流成分有高阻抗。另外，要求在較寬的通信頻帶（幾MHz-幾百MHz，也有到幾GHz的情況）內(nèi)具有高阻抗。

現(xiàn)有多層線圈結(jié)構(gòu)的電感單體由于在寬頻率范圍內(nèi)無(wú)法確保高阻抗，所以必須串聯(lián)多個(gè)線圈。（圖2）

同時(shí)線圈數(shù)增多，導(dǎo)致了直流電阻變大，但是TDK的PoC濾波電感采用1層線圈結(jié)構(gòu)，與多層線圈結(jié)構(gòu)比較，寄生電容減小，共振頻率變高。（圖3）

因此，在相同的感值下，TDK的PoC濾波電感在更高頻帶上實(shí)現(xiàn)了高阻抗。（圖4）

設(shè)計(jì)時(shí)，也盡可能的減小了直流電阻。

另外，使用PoC濾波電感后，與現(xiàn)有的濾波器結(jié)構(gòu)比較，由于削減了零件數(shù)量，可縮小貼裝面積。

在下一章中，將以眼圖波形為例，介紹兼顧通信和電源供給所需的電感以及磁珠的選型。

圖2　構(gòu)成濾波器時(shí)的比較

在用多層線圈結(jié)構(gòu)的電感組成PoC濾波器時(shí)，需要串聯(lián)從大感值(低頻側(cè))到小感值(高頻側(cè))的多個(gè)電感。

圖3　電感的多層線圈結(jié)構(gòu)和1層線圈結(jié)構(gòu)的比較

圖4　PoC濾波器電感的阻抗特性

即使相同的感值，TDK PoC濾波器電感在寬頻帶中也確保了高阻抗。

關(guān)于電感和磁珠的選型以及眼圖波形

基于PoC濾波器的特性，對(duì)現(xiàn)有的電感和TDK的PoC濾波電感的眼圖波形進(jìn)行比較。

圖5　評(píng)估條件 

信號(hào)波形評(píng)價(jià)①　現(xiàn)有電感（多層結(jié)構(gòu)）vs　PoC濾波電感（1層結(jié)構(gòu)）/ 同軸電纜：1.7ｍ

現(xiàn)有線圈（多層線圈結(jié)構(gòu)）單體無(wú)法確保信號(hào)頻帶的阻抗，因此波形質(zhì)量惡化。

圖6 信號(hào)波形（眼圖）的比較 / 同軸電纜：1.7ｍ

信號(hào)波形評(píng)價(jià)②　現(xiàn)有電感（多層結(jié)構(gòu)）vs　PoC濾波電感（1層結(jié)構(gòu)） / 同軸電纜：10ｍ

電纜長(zhǎng)度越長(zhǎng)，信號(hào)衰減得越多，所以電壓值下降，眼圖關(guān)閉。另外，與1.7m時(shí)相比，余量會(huì)進(jìn)一步減少。

圖7 信號(hào)波形（眼圖）的比較 / 同軸電纜：10ｍ

信號(hào)波形評(píng)價(jià)③ 　關(guān)于磁珠的選型

即使使用了PoC濾波電感，由于磁珠搭配的原因，有時(shí)也不能確保信號(hào)頻帶的阻抗，波形質(zhì)量惡化。

TDK也提供推薦組合的磁珠。

圖8 不同磁珠產(chǎn)生的信號(hào)波形（眼圖）的比較 / 同軸電纜：1.7ｍ

關(guān)于抗電磁干擾特性

車輛內(nèi)搭載了攝像頭和多種電子設(shè)備，這些電子系統(tǒng)由多條電纜連在一起。在車輛內(nèi)，必須將所有電纜捆綁在有限的空間內(nèi)進(jìn)行布線。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和ECU等外部的噪音被傳到電纜上，有可能導(dǎo)致通信錯(cuò)誤。因此，BCI（大電流注入）等電磁干擾對(duì)策很重要。另外，如果使用不合適的電感或磁珠，會(huì)對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，抗電磁干擾性會(huì)降低。

在本章中，將針對(duì)保持抗電磁干擾性所需的電感以及磁珠的選型，介紹BCI評(píng)價(jià)的例子。

圖9　BCI試驗(yàn)的設(shè)置

BCI評(píng)價(jià)方法 

圖10 BCI測(cè)定的評(píng)價(jià)條件

• 評(píng)價(jià)濾波器的產(chǎn)品組合

BCI評(píng)價(jià)結(jié)果

如果是通信波形余量較少的多層線圈結(jié)構(gòu)，由于電纜變長(zhǎng)，導(dǎo)致通信質(zhì)量劣化，因此在BCI試驗(yàn)中會(huì)發(fā)生通信錯(cuò)誤。

與此相比，1層線圈結(jié)構(gòu)能獲得足夠的余量，因此不會(huì)發(fā)生通信錯(cuò)誤。

總結(jié)

使用前面說(shuō)明的PoC用電感后，可以得到以下效果。

●可以用更少的零部件構(gòu)成PoC濾波器所要求的阻抗。

●在寬頻帶具有足夠的阻抗，可確保波形質(zhì)量及抗噪音性。

●由于削減了構(gòu)成PoC濾波器時(shí)的零件數(shù)，貼裝面積可以削減約37%。（本公司比較）

●構(gòu)成PoC濾波器時(shí)的直流電阻大約可以削減50%。（本公司比較）

TDK中根據(jù)不同的額定電流和濾波器要求準(zhǔn)備了不同的PoC濾波組合。

例如ADL3225V、ADL3225VT、ADM32FSC、 ADM45FDC系列是應(yīng)對(duì)寬頻帶的產(chǎn)品。

另外，正在開發(fā)的小型化ADL2012系列、MDF1005GAD系列以及用于大電流的ADL3225VM系列、ADM32FSC系列的產(chǎn)品。