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(gè)區(qū)域哪個(gè)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(cè)試,和汽車設(shè)備中,其精準(zhǔn)性和輸出的時(shí)鐘信號(hào),可以使車載系統(tǒng)和設(shè)備高穩(wěn)定的工作.TPMS是輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,這是一項(xiàng)檢測(cè)汽車安全性的重要測(cè)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(dǎo)致側(cè)翻事故,這成為一個(gè)社會(huì)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(gè)原因.在此次事故之后,美國(guó)制定了與汽車安全相關(guān)的TREAD法案(運(yùn)輸召回增強(qiáng)責(zé)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(guó)銷售的所有車輛應(yīng)該配備TPMS.

直接和間接表達(dá)

TPMS具有直接表達(dá)和間接表達(dá).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(cè)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(cè)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(cè)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(yù)計(jì)將在未來占據(jù)許多TPMS市場(chǎng).在配備直接TPMS的流行汽車的情況下,當(dāng)四個(gè)車輪中的任何一個(gè)減壓時(shí),駕駛員通過燈通知.在高級(jí)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(gè)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(cè)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(cè)量接收時(shí)間的方法用于識(shí)別位置.沒有這樣的裝置,當(dāng)輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí),難以知道輪胎信號(hào)是什么.自1997年以來采用了間接公式.例如,德國(guó)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(diǎn)是成本低,因?yàn)樗恍枰~外的硬件用于配備ABS的車輛.

在日本,由于對(duì)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(cè)相對(duì)壓力,但是不能獲得氣壓的絕對(duì)值.另外,四個(gè)車輪上的壓力同時(shí)降低時(shí)的絕對(duì)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(cè)氣壓變化,并由四個(gè)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(cè)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(gè)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?yàn)樗鼈兙哂泻?jiǎn)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(diǎn),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(yán)格違反其他汽車應(yīng)用所要求的規(guī)格.另外,還有一個(gè)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(xiàng).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(lǐng)先于美國(guó),預(yù)計(jì)TPMS將逐漸滲透到其他國(guó)家以應(yīng)對(duì)這種合法化趨勢(shì).作為接收器,RKE(遙控?zé)o鑰匙進(jìn)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(shì)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(duì)于通信設(shè)備的SMD晶振保持架的需求預(yù)計(jì)會(huì)在尺寸和重量方面增加.

汽車是石英晶振應(yīng)用領(lǐng)域里,比較特殊的一個(gè)行業(yè),因?yàn)橛糜谄嚿系木w,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(jí)晶振,并單獨(dú)分類出來,針對(duì)性的營(yíng)銷.并且在出廠前,車載安防晶振要經(jīng)過更嚴(yán)格測(cè)試,必須符合汽車安全性和AEC-Q200規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),才能準(zhǔn)許應(yīng)用到各種汽車系統(tǒng)和車載產(chǎn)品身上.