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作為現(xiàn)代汽車的一個(gè)關(guān)鍵部件，電線束包括數(shù)以千計(jì)的裝配元件，它們將各個(gè)電子系統(tǒng)連接在一起，使得它們能夠協(xié)同工作。任何線束出現(xiàn)的小故障，都可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。然而，為了應(yīng)對(duì)車輛內(nèi)部電子系統(tǒng)的日益增長(zhǎng)的需求，汽車線束的復(fù)雜性也在不斷增加，因而我們更加迫切地需要快速簡(jiǎn)單地檢測(cè)斷路和短路線路。

線路診斷在整個(gè)車輛使用壽命期間都是非常重要的。從安裝階段開始，診斷和修理線路故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重制造延遲。在運(yùn)行階段，診斷和修理線路故障可能導(dǎo)致汽車修理次數(shù)增加，從而大幅增加制造商的保修成本。

 
主動(dòng)安全系統(tǒng)，包括車道檢測(cè)和停車輔助系統(tǒng)（前視和后視攝像頭），以及信息娛樂系統(tǒng)（包括導(dǎo)航和后座娛樂），是人們更為關(guān)注的汽車電子系統(tǒng)。要使這些系統(tǒng)高效運(yùn)行，從汽車任何角落通過(guò)電纜傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)必須能夠可靠地傳送至駕駛員和乘客。電纜健康狀況對(duì)于維持這些系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。
 
本文提出了一種電路構(gòu)想，可以提供可靠而經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)，在汽車應(yīng)用的視頻和音頻傳輸線路上實(shí)施診斷。
 
圖1中所示電路可以有效地檢測(cè)電池短路(STB)、對(duì)地短路(STG)、開路和短路故障。該電路使用 ADA4433-1 (U1)全集成視頻重構(gòu)濾波器，作為視頻傳輸信號(hào)鏈的一部分，還使用ADA4830-1(U2)高速差動(dòng)放大器作為檢測(cè)電路。ADA4433-1內(nèi)置一個(gè)高階濾波器，-3 dB截止頻率為10 MHz，在27 MHz頻率下提供45-dB的抑制，還具有2 V/V的內(nèi)部固定增益。它具有出色的視頻特性，在輸出上提供過(guò)壓保護(hù)(OVP)和過(guò)流保護(hù)(STG)，而且功耗較低。ADA4830-1提供0.50 V/V的衰減增益，還提供故障檢測(cè)輸出標(biāo)志，指示其輸入上是否存在過(guò)壓狀況。它提供高達(dá)18 V的輸入過(guò)壓保護(hù)，具有寬輸入共模電壓范圍和出色的ESD穩(wěn)定性。

在圖1所示的示例電路中，U1代表差分輸出緩沖，它可將視頻信號(hào)從后視攝像頭或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)。輸入通常是由CMOS成像元件或視頻編碼器驅(qū)動(dòng)的。U1的主要功能是提供有源濾波功能（重構(gòu)），并驅(qū)動(dòng)視頻信號(hào)通過(guò)電纜向顯示屏的傳輸。U2的輸入跨接到U1的輸出，以提供表1中所列的故障檢測(cè)功能，下面的段落將對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。 

電池短路故障檢測(cè)

U1和U2都具有集成電池短路檢測(cè)功能和STB輸出標(biāo)志。在電池短路事件中，U2的輸出標(biāo)志位將發(fā)信號(hào)指示邏輯低狀態(tài)，微控制器的通用輸入/輸出(GPIO)端口可以輕松地讀取該信號(hào)。
 
對(duì)地短路故障檢測(cè)（單路輸出）

將U1的正輸入端(INP)連接到負(fù)輸入端(INN)。+OUT和−OUT之間的差分輸出應(yīng)為0V。如果任一個(gè)輸出對(duì)地短路，則U2輸出端的差分電壓應(yīng)大于500 mV。
 
對(duì)地短路故障檢測(cè)（兩路輸出）

將U1的正輸入(INP)設(shè)置為0 V。+OUT和−OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1V。如果兩路輸出都對(duì)地短路，則U2輸出端的差分電壓為大約0 V。
 
開路

將U1的正輸入(INP)設(shè)置為0 V。+OUT和−OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1V。如果有短開的連接，則在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約500 mV。
 
相鄰輸出短路

將U1的正輸入(INP)設(shè)置為0V。+OUT和−OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1V。如果兩路輸出短路連在一起，則在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約0V。
 
正常運(yùn)行（無(wú)電纜故障）

將U1的正輸入(INP)設(shè)置為0V。+OUT和−OUT之間的差分輸出應(yīng)為大約1V。在U2的輸出端產(chǎn)生的差分電壓為大約250 mV。
 
     表1. 診斷輸出指示器小結(jié)

故障狀況	U1輸入配置	U2輸出指示器	指示器的電平（注1）
電池短路		引腳5	85 mV
對(duì)地短路（單路輸出）	INP = INN	引腳6	530 mV
對(duì)地短路（兩路輸出）	INP ≠ INN	引腳6	10 mV
開路	INP ≠ INN	引腳6	500 mV
相鄰輸出短路	INP ≠ INN	引腳6	0 mV
正常運(yùn)行（無(wú)電纜故障）		引腳6	250 mV

     注1：所有電平均為粗略值，應(yīng)針對(duì)特定設(shè)計(jì)確定特征。

Don Nisbett

Don Nisbett [don.nisbett@analog.com] 擔(dān)任ADI公司高速信號(hào)調(diào)理部營(yíng)銷工程師。在擔(dān)任當(dāng)前職位之前，他曾經(jīng)分別負(fù)責(zé)產(chǎn)品工程和應(yīng)用工程工作。他于2002年畢業(yè)于伍斯特理工學(xué)院，獲得電氣工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位，隨后一直在ADI公司工作。