車載以太網：100BASE-T1的EMC對策和共模濾波器/扼流圈

隨著車載技術的發展，需要更快地傳送大量數據，車載網絡的高速化變得越來越重要。車載以太網與以往的車載網絡相比，有很多優點，如：最適合希望數據傳輸速度高速化的用途和網絡，容易簡化。另外，隨著車載網絡通信速度的提高，信號質量和EMC對策變得很重要，因此需要選擇符合OPEN Alliance等標準的共模濾波器/扼流圈。本篇文章介紹了TDK用于車載以太網的ACT1210L系列共模濾波器/扼流圈。

OPEN（One-Pair Ether-Net）Alliance Special Interest Group（SIG）推薦100BASE-T1及1000BASE-T1標準的車載以太網。本文介紹了使用符合OPEN Alliance的100BASE-T1標準的ACT1210L-201和不符合標準的ACT1210-110的共模濾波器/扼流圈的輻射EMI、傳導EMI、BCI的結果。

作為一個例子，圖1對CAN-BUS用共模濾波器/扼流圈：ACT1210-110和車載以太網用共模濾波器/扼流圈：ACT1210L-201進行了比較。
與車載以太網用共模濾波器/扼流圈：ACT1210L-201比較，可以看到，CAN-BUS用共模濾波器/扼流圈：ACT1210-110不能滿足OPEN Alliance的標準值。

圖1

使用共模濾波器/扼流圈，可以獲得抑制噪聲的效果。特別是，還能獲得使30MHz以上超過標準線的部分衰減到噪聲基底附近的效果。（圖2）車載以太網用共模濾波器/扼流圈：ACT1210L-201在10MHz～40MHz附近，與CAN-BUS用共模濾波器/扼流圈：ACT1210-110比較，可以獲得噪聲抑制效果更好的結果。

圖2

Setup

Status?Class: CISPR25 Ed3 class 5?Test site: Anechoic chamber (3m)?DUT: 100BASE-T1 EVB?Cable length: 1.5 m

使用共模濾波器/扼流圈，可以獲得抑制噪聲的效果。特別是在40MHz～90MHz超過標準的部分也能抑制噪聲。（圖3）
在150kHz～70MHz的范圍內，車載以太網用共模濾波器/扼流圈：ACT1210L-201更能發揮噪聲抑制效果。

圖3

Setup

Status?Class: CISPR25 Ed3 class 5?Test site: Anechoic chamber (3m)?DUT: 100BASE-T1 EVB?Cable length: 1.5 m

Through時，幾乎在所有的頻率都會Fail，但加入共模濾波器/扼流圈后可以大幅改善。
車載以太網用共模濾波器/扼流圈：ACT1210L-201全部Pass。（表1）

Setup

Status?Frequency: 1 - 400 MHz (CW)?Injection Current: 200 mA (closed-loop method)?Decision: CRC Error?Test site: Shield room

作為支持車載以太網的共模濾波器/扼流圈，TDK準備了符合OPEN Alliance標準的100BASE-T1及1000BASE-T1用共模濾波器/扼流圈。

從EMC測試結果可以看出，使用了不是為車載以太網設計的共模濾波器/扼流圈時，EMI的噪聲抑制效果和BCI的抗干擾性下降。因此，如果使用沒有通過OPEN Alliance標準的共模濾波器/扼流圈，會輻射噪聲，妨礙無線電等，也可能影響其他通信。另外，S參數的Sdd21特性是影響波形質量的參數，Sccc21特性是影響EMC抑制效果的參數，Ssd21（DCNR）特性是影響BCI耐性的參數。
因此，隨著車載網絡通信速度的提高，信號質量和EMC問題變得更加重要，所以應當選擇在確保符合OPEN Alliance等S參數標準的高電感值的同時，也具備模式轉換特性的DCMR（Ssd21）的共模過濾器/扼流圈。