汽车全液晶组合仪表的电磁兼容性设计与实现

摘要

近年来，汽车电子的快速发展，使得汽车上搭载的电子设备越来越多，丰富了汽车功能性的同时也让汽车进入了数字化，智能化的新时代。但是，更多电子设备的搭载，也造成了更加复杂的电磁环境，复杂的电磁环境对汽车零部件的可靠性、电磁兼容性提出了更高的要求。利用电磁兼容性技术设计进行汽车全液晶组合仪表设计开发，对提高汽车全液晶组合仪表的可靠性，进而提高汽车的安全性有着重要的实际意义。　　论文利用电磁兼容性技术设计进行汽车全液晶组合仪表设计开发，利用电磁场仿真工具对硬件设计进行电磁兼容性验证，在仿真指导下完成全液晶组合仪表的电磁兼容设计与实现，并进行相应的电磁兼容性测试。论文的主要研究内容如下：　　①通过分析电磁兼容性、信号完整性以及电源完整性的基本原理论述三者之间的相互关系；　　②结合电磁兼容性设计方法对全液晶仪表硬件进行开发设计。主要从硬件原理设计、PCB布局与走线设计上融入电磁兼容性设计方法来提升电源完整性和信号完整性；　　③通过Power DC仿真软件对设计的电源完整性进行仿真，以验证设计的合理性。通过Sigrity仿真软件对设计进行信号完整性仿真，以验证设计的合理性；　　④结合汽车零部件电磁兼容性测试的测试要求以及测试方法，对论文设计的全液晶组合仪表进行了电磁兼容性测试，并对各项测试进行分析总结。测试结果表明：本文设计开发的汽车全液晶组合仪表的电磁兼容性满足设计要求。

目录

1 绪论

1.1 背景与意义

1.2 汽车仪表发展简述

1.3 汽车电子电磁兼容性国内外研究现状

1.4 论文的研究内容与组织结构

1.5 本章小结

2 电磁兼容性设计相关理论及技术

2.1 电磁兼容性简述

2.2 信号完整性简述

2.3 电源完整性简述

2.4 SI/PI/EMC的相互关系

2.5 电磁兼容性设计的基本方法

2.6 电磁兼容性PCB设计

2.7 本章小结

3 全液晶组合仪表硬件设计

3.1 汽车仪表工作状态简述

3.2 全液晶组合仪表主要电气技术指标

3.3 硬件设计整体方案

3.4.1 硬件设计原理框图

3.4.2 MCU选型

3.4.3 GPU选型

3.4.4 电源系统设计

3.4.5 存储扩展设计

3.5 本章小结

4 电源完整性和信号完整性仿真

4.1 电源完整性仿真

4.1.1 层叠设定

4.1.2 PDN目标阻抗设定

4.1.3 VCC MAIN电源仿真

4.1.4 VCC DDRIO电源仿真

4.1.5 VCC CPU电源仿真

4.1.6 VCC GPU电源仿真

4.1.7 VCC 3V3电源仿真

4.1.8 VCC 1V8电源仿真

4.2.1 仿真背景

4.2.2 LPDDR4电气规范

4.2.3 LPDDR4信号标准

4.2.4 时钟及控制信号仿真

4.2.5 DQ信号仿真

4.2.6 DQS信号仿真

4.2.7 DDR仿真总结

4.3 电路板

4.4 本章小结

5 全液晶组合仪表EMC 测试

5.1 EMC测试必要性

5.2 EMC测试项次

5.3 电磁传导发射-电压法测试

① 测试标准

② 测试布置示意图

③ 测试布置照片

④ 电磁传导发射-电压法测试结果

5.4 辐射发射测试

① 测试标准

② 辐射发射测试布置图

③ 测试布置照片

④ 辐射发射测试结果

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间被录用的论文目录

B. 作者在攻读学位期间取得的科研项目

C. 学位论文数据集

致谢