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ADAS最强助力——车载77 GHz雷达方案电路设计

发布时间:2020-06-24 发布时间:
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该汽车摄像头参考设计提供适用于 76GHz 至 81GHz 雷达传感器模块的完整解决方案。板载电源将汽车蓄电池输入转换为雷达模拟前端 (AFE)、处理器以及带弹性数据传输速率的控制器局域网 (CAN-FD) 收发器所需的电压轨。经过处理后,目标数据经由随附的 CAN-FD 物理层 (PHY) 传输。

特性

  • 设计经过空间优化,可安装在单块 PCB(约 50mm× 71mm)上
  • 电源经过优化,减小了尺寸,提高了效率
  • 单芯片 76GHz 至 81GHz 汽车雷达传感器集成了DSP 和 MCU,经由 CAN-FD 提供目标数据
  • 宽输入电压范围,36V 电池外电源电压,最高可支持42V 电压
  • 适用于 ASIL B 的诊断和监控功能 应用

应用:

  • ADAS 雷达系统
  • 盲点监测系统 (BSD)
  • 车道变换辅助系统 (LCA)
  • 前/后侧向来车警示系统 (F/RCTA)
  • 自主紧急制动 (AEB)
  • 自适应巡航控制 (ACC)

在上面的设计中,主要涉及到的电路器件为AWR1642、LP87702-Q1、TPS7A52-Q1、LM53625-Q1、TCAN1042GV-Q1 。

其中AWR1642是集成 DSP 和 MCU 的 76GHz 至 81GHz 单芯片汽车雷达传感器,AWR1642 器件是一种自包含 FMCW 雷达传感器单芯片解决方案,能够简化 76 至 81GHz 频带中的汽车雷达传感器实施。

其内置FMCW 收发器集成了众多的功能:

  • 集成式 PLL、发送器、接收器、基带和 A2D
  • 76 至 81GHz 覆盖范围,具有 4GHz 的可用带宽
  • 四个接收通道
  • 两个发送通道
  • 基于分数 N PLL 的超精确线性调频脉冲(计时)引擎
  • TX 功率:12.5dBm
  • RX 噪声系数:
  • 14dB(76 至 77GHz)
  • 15dB(77 至 81GHz)
  • 1MHz 时的相位噪声:
  • –95dBc/Hz(76 至 77GHz)
  • –93dBc/Hz(77 至 81GHz)

LP87702-Q1 可满足最新平台,尤其是汽车雷达和摄像头以及工业雷达 应用应用中的电源管理要求。该器件包含两个降压直流/直流转换器、一个 5V 升压转换器/旁路开关、两个用于外部电源的电压监控输入以及窗口看门狗。该器件由 I2C 兼容串行接口和使能信号进行控制。

自动 PWM/PFM(AUTO 模式)运行可在降压转换器的较宽输出电流范围内实现较高效率。LP87702-Q1 采用降压转换器的远程电压检测功能来补偿转换器输出与负载点之间的 IR 压降,从而提高输出电压的精度。此外,可以强制开关时钟进入 PWM 模式以及将其与外部时钟同步,从而最大限度地降低干扰。

LP8770 器件具有专门设计用于支持电流检测的内部电路,因此无需使用外部电阻器。可编程启动和关断排序可支持同步至使能信号,具有通用数字输出。在启动和电压变化期间,该器件会对输出压摆率进行控制,从而最大限度地减小输出电压过冲和浪涌电流。

TPS7A52-Q1 集低噪声 (4.4µVRMS)、高 PSRR 和高输出电流能力等特性于一体,非常适合为雷达功率和信息娱乐等 应用中的噪声敏感型组件供电。此器件的优秀性能可抑制电源产生的相位噪声和时钟抖动,因此非常适合为射频放大器、雷达传感器和芯片组供电。射频放大器尤其受益于该器件的高性能和 5.0V 输出能力。

对于需要以低输入电压和低输出 (LILO) 电压运行的数字负载(例如专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列 (FPGA) 和数字信号处理器 (DSP)),TPS7A52-Q1 所具备的极高的精度(在负载和温度范围内可达 1%)、遥感功能、出色的瞬态性能和软启动能力可确保实现出色的系统性能。

这款 CAN 收发器系列符合 ISO1189-2 (2016) 高速 CAN(控制器局域网络)物理层标准。所有器件均设计用于数据速率高达 2Mbps(兆位每秒)的 CAN FD 网络。部件号包含“G”后缀的器件设计用于数据速率高达 5Mbps 的 CAN FD 网络,部件号包含“V”后缀的器件配有用于 I/O 电平转换的辅助电源输入(用于设置输入引脚阈值和 RXD 输出电平)。该系列具备低功耗待机模式及远程唤醒请求特性。 此外,所有器件均包含许多保护 功能, 以提高器件和 CAN 的稳定性。

总的来说,这是一款具有目标数据输出的车用 77GHz 雷达模块参考设计方案。


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