應用同軸電纜供電的車載LVDS傳輸如何選擇電感

電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）電動汽車絕對是現(xiàn)在最復雜的網絡電子系統(tǒng)之一，其中物理互連網絡正在變得高度復雜，這一龐大網絡將眾多新的安全設備和傳感器相互連接，并與新的更高級別的控制層相連。

針對雙向通信，汽車網絡架構引入了汽車以太網，針對單向通信，LVDS也被引入進來。LVDS，低電壓差分信號，是一種低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射的差分信號傳輸技術，該傳輸技術速率可以達到很高，并盡可能抑制EMI，多用在車載攝像頭等系統(tǒng)中。在LVDS傳輸中，為了減輕線束的重量，以一根同軸電纜實現(xiàn)信號傳輸和電源供給的PoC（同軸電纜供電）技術正在廣泛使用。

PoC與LVDS

在一根線纜上同時直流供電并傳輸交流信號，是很多車載攝像頭模塊和其他類似的遠程設備都會使用的一種供電方案，被稱為PoC同軸電纜供電。它是利用電源疊加技術，通過一根同軸電纜在互不干擾的前提下同時處理直流供電和交流信號。

PoC是單線傳輸?shù)姆绞?，只采用兩芯同軸線纜架構，架構是比較簡單的，但是PoC需要單端長距離傳輸高頻模擬視頻信號，技術難度是很大的。

尤其是在以LVDS傳輸信號的車載攝像頭等系統(tǒng)中，車載接口不斷增多，所需數(shù)據(jù)容量不斷擴大，需要更高的傳輸速率及更高的傳輸功率。LVDS-PoC不斷提高著傳輸速率與傳輸功率滿足更多傳感器的傳輸需求。

在PoC應用中，供電線受信號干擾的問題本來就會比較嚴重，需要通過適當?shù)?a target="_blank">EMC濾波來解決，在LVDS-PoC中速率更快頻率更高，遇到的干擾會更嚴重。此時電感會在通路中發(fā)揮重要作用，改善信號質量和供電效率。

對交流信號通路來說，同軸電纜中的交流信號一般都是高頻狀態(tài)，此時電感的阻抗越高越好，能夠防止高頻信號在此環(huán)節(jié)流失導致信號衰減，嚴重影響通信質量。在直流端，則需要電感的內阻和線纜的內阻盡可能低，減少直流供電的損耗提高供電效率。

LVDS-PoC中的電感應用

隨著車載接口向高速化一路狂飆，車載高速接口的用量在整車里也在不斷攀升，在以LVDS傳輸信號的車載攝像頭等系統(tǒng)里，PoC同軸電纜供電技術發(fā)揮著重要作用。為了解決PoC傳輸中的各種干擾問題，為了隔離寬頻帶的信號和電源，為了在寬頻帶中確保高阻抗，電感的應用是關鍵。

具體到電感性能，首先要具備寬頻帶和高阻抗，其次隨著車內傳輸需求的升級大電流能力也是必備的，這些性能滿足的同時要盡可能小尺寸，不然會影響到直流內阻，大直流內阻會增加直流供電的損耗降低供電效率。

寬頻帶和高阻抗是最基本的兩個需求，市面上常見的2階和3階濾波方案其目的也是為了構建起足夠帶寬的高阻抗方案，這些性能主要還是看線圈結構設計上、材料制備上的優(yōu)化。專用的PoC濾波電感會在線圈結構上避免寄生電容的擴大，以此獲得更大的諧振頻率和濾波帶寬。

電感的阻抗越高越好，防止高頻信號在此環(huán)節(jié)流失導致信號衰減，才能有效避免高速信號受到影響，干擾通信質量。

同時，大電流能力也是應用在車載系統(tǒng)里不可少的能力，必須有足夠高的飽和電流來支持全負載時通過的電流，這樣才能減少電流應用中的阻抗變化，對于提升整個PoC系統(tǒng)的性能很有幫助。

更小的尺寸對有限的車內傳感器模塊空間也是更友好的，車載設備的輕量化發(fā)展PoC系統(tǒng)也需要在更少的元器件和更小的尺寸下實現(xiàn)。

小結

車載網絡性能在PoC技術的支持下得到了明顯的提升，PoC技術背后對更高被動元件的需求也推動了器件的迭代升級。