當(dāng)汽車(chē)從機(jī)械代步工具進(jìn)化為移動(dòng)智能空間，一場(chǎng)關(guān)于“感知、思考、行動(dòng)”的電子革命正在悄然發(fā)生。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)和自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展的背景下，由車(chē)載總線、智能傳感器和電驅(qū)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜車(chē)載電子系統(tǒng)正在將汽車(chē)電子測(cè)試由單一信號(hào)捕捉轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級(jí)綜合分析，這無(wú)疑對(duì)汽車(chē)的測(cè)試解決方案提出了更高要求。如何在高速信號(hào)捕捉、多通道同步采集以及復(fù)雜協(xié)議解碼之間取得平衡，成為汽車(chē)行業(yè)的技術(shù)人員面臨的共同挑戰(zhàn)。本文將從測(cè)試難點(diǎn)和解決方案角度，探討解決方案中涉及的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。

車(chē)載總線：智能汽車(chē)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”健康診斷

車(chē)載總線測(cè)試涵蓋物理層信號(hào)完整性、協(xié)議兼容性、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力及低功耗管理四大維度，直接決定了整車(chē)電子系統(tǒng)的通信可靠性與協(xié)同效率。作為連接ECU的“數(shù)字神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，總線的微小異常可能導(dǎo)致自動(dòng)駕駛指令延遲、車(chē)身控制失效等系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。

高速總線信號(hào)捕捉與細(xì)節(jié)還原

現(xiàn)代汽車(chē)系統(tǒng)涉及多種高速數(shù)據(jù)傳輸接口（如車(chē)載以太網(wǎng)、MIPI、USB、eDP等），如何驗(yàn)證高速信號(hào)系統(tǒng)的邊沿細(xì)節(jié)、碼間串?dāng)_、抖動(dòng)特性等重要指標(biāo)，是確保信號(hào)質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提。工程師往往需要高性能的信號(hào)捕捉和分析設(shè)備來(lái)對(duì)高速總線信號(hào)進(jìn)行分析，如高性能示波器、誤碼儀等。

RIGOL的示波器如DS80000系列，具有最高可達(dá)13GHz的帶寬和40GSa/s的采樣率，能夠精確捕捉高速信號(hào)并高保真地還原信號(hào)細(xì)節(jié)，結(jié)合眼圖和抖動(dòng)分析功能，能夠幫助工程師快速分析信號(hào)是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，RIGOL還提供LVDS、車(chē)載以太網(wǎng)、MIPI D-PHY、USB等高速總線合規(guī)性分析解決方案，為車(chē)載高速接口的測(cè)試提供強(qiáng)有力的支撐。

復(fù)雜通信協(xié)議的解碼與分析

面對(duì)CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay等多種總線協(xié)議，測(cè)試平臺(tái)不僅需要捕捉物理層的高速信號(hào)，還要實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的有效解析。如何準(zhǔn)確還原通信過(guò)程、識(shí)別異常數(shù)據(jù)幀和檢測(cè)觸發(fā)失效，是現(xiàn)代測(cè)試方案中必不可少的環(huán)節(jié)。

針對(duì)汽車(chē)電子常見(jiàn)的總線通信（CAN/CAN-FD，LIN，F(xiàn)lexray，SENT等），RIGOL數(shù)字示波器提供內(nèi)置的協(xié)議分析功能。用戶(hù)可以自行選擇總線協(xié)議，配置相應(yīng)的解碼參數(shù)，通過(guò)數(shù)字示波器的界面實(shí)時(shí)查看事件數(shù)據(jù)，排查通信異常。與此同時(shí)，大存儲(chǔ)深度的設(shè)計(jì)可以支持捕獲更長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合內(nèi)置的搜索導(dǎo)航，事件表跳轉(zhuǎn)功能可以幫助工程師快速定位長(zhǎng)記錄數(shù)據(jù)中的特定異常幀，大大提高了調(diào)試效率。

車(chē)載傳感器：環(huán)境感知的“真實(shí)世界”鏡像

車(chē)載傳感器測(cè)試涉及信號(hào)鏈保真度、環(huán)境適應(yīng)性及多源融合效能，是智能駕駛系統(tǒng)感知決策的基石。作為汽車(chē)的“電子感官”，傳感器的毫厘之差可能導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知偏差。

多通道同步采集與時(shí)序校驗(yàn)

隨著車(chē)載系統(tǒng)功能的集成度不斷提升，汽車(chē)ECU周邊傳感器數(shù)量也在不斷增加，對(duì)于測(cè)試的要求也在提升。這要求工程師將測(cè)試方式從單器件測(cè)試轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級(jí)測(cè)試，對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)量的處理以及對(duì)于高精度測(cè)試設(shè)備的集成度都提出了要求，尤其是對(duì)于多路時(shí)間或者數(shù)據(jù)同步有較高要求的傳感器測(cè)試，高精度的多通道同步采集顯得尤為重要。實(shí)現(xiàn)各通道間時(shí)間基準(zhǔn)的精準(zhǔn)同步，是跨通道時(shí)序校驗(yàn)和故障定位的關(guān)鍵。高精度的同步時(shí)鐘分發(fā)與低抖動(dòng)觸發(fā)機(jī)制，能夠確保在多路數(shù)據(jù)捕獲時(shí)，各通道數(shù)據(jù)能在一致的時(shí)基下進(jìn)行聯(lián)合分析，為整體系統(tǒng)調(diào)試提供可靠依據(jù)。

為應(yīng)對(duì)多路同時(shí)捕獲數(shù)據(jù)的需求，RIGOL能夠提供單機(jī)單通道數(shù)據(jù)采集模塊，多通道單機(jī)數(shù)據(jù)采集和分析設(shè)備，以及系統(tǒng)集成最高512通道的高精度同步采集解決方案，可以滿足多種工況下的測(cè)試需求，通過(guò)低抖動(dòng)的時(shí)鐘分發(fā)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)各通道在同一時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)采集，確保不同數(shù)據(jù)流之間的時(shí)間對(duì)齊。這樣不僅便于跨通道時(shí)序分析，還能在多個(gè)總線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，準(zhǔn)確捕捉整體系統(tǒng)狀態(tài)。

環(huán)境適應(yīng)性與系統(tǒng)級(jí)集成

車(chē)載電子設(shè)備常常需要在極端溫度及嚴(yán)苛環(huán)境下工作，需要做好極端工況的驗(yàn)證工作才能確保車(chē)載電子設(shè)備的穩(wěn)定可靠。這不僅對(duì)于車(chē)載設(shè)備的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提出了嚴(yán)格的要求，對(duì)于配套的測(cè)試設(shè)備也一樣。因此測(cè)試儀器在保證高精度測(cè)量的同時(shí)，還需要具備寬溫設(shè)計(jì)和高度抗干擾能力。除此之外，單個(gè)的測(cè)試機(jī)臺(tái)往往需要有多種測(cè)試設(shè)備同時(shí)工作，對(duì)于空間的要求也會(huì)比較高，測(cè)試設(shè)備的形態(tài)和控制同樣也是工程師需要考慮的問(wèn)題。

RIGOL提供極端工況下的數(shù)據(jù)采集解決方案，考慮到汽車(chē)電子測(cè)試環(huán)境的特殊性，測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)和散熱都需要更加嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，確保設(shè)備在寬范圍的高低溫極端條件下依然能保持高精度工作。模塊化、緊湊型的機(jī)架設(shè)計(jì)使得設(shè)備能夠便捷安裝于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試機(jī)架中，并支持網(wǎng)頁(yè)控制，標(biāo)準(zhǔn)SCPI協(xié)議程控以及多臺(tái)儀器同步運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)測(cè)試與遠(yuǎn)程監(jiān)控。

電機(jī)控制：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的“毫厘之爭(zhēng)”

電機(jī)控制系統(tǒng)測(cè)試聚焦功率器件開(kāi)關(guān)特性、控制算法精度及EMC性能三大領(lǐng)域，關(guān)乎車(chē)輛動(dòng)力響應(yīng)速度、能效轉(zhuǎn)化水平與電磁兼容性。作為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的“硅基肌肉”，控制信號(hào)的細(xì)微偏差將導(dǎo)致扭矩波動(dòng)、NVH劣化甚至系統(tǒng)宕機(jī)。

多通道高精度同步測(cè)量

汽車(chē)電控系統(tǒng)需同時(shí)采集多路傳感器信號(hào)（如電流、電壓、溫度等），并在嚴(yán)苛的電磁環(huán)境中保證時(shí)序一致性。例如，電機(jī)控制測(cè)試中需同步捕獲6路PWM信號(hào)、旋變解碼角度及CAN總線指令，任何通道間時(shí)基偏差＞1ns都會(huì)導(dǎo)致控制邏輯分析失效。此時(shí)的測(cè)試系統(tǒng)需要有高測(cè)試密度，納秒級(jí)的同步精度，并支持混合信號(hào)處理。

RIGOL可提供多種解決方案，如最新推出的MHO/DHO5000系列，支持最高8個(gè)模擬通道輸入，并且提供支持混合信號(hào)輸入的型號(hào)，依靠高密度測(cè)試性能，可以有效應(yīng)對(duì)此類(lèi)挑戰(zhàn)。

高動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)捕獲

電控系統(tǒng)信號(hào)跨度極大（如電流檢測(cè)需覆蓋μA級(jí)靜態(tài)功耗至kA級(jí)短路電流），且需在強(qiáng)干擾下提取微弱信號(hào)（如霍爾傳感器mV級(jí)輸出疊加10V共模噪聲）。所以如何應(yīng)對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)捕獲也是電控系統(tǒng)中必須要解決的測(cè)試難題，這要求測(cè)試設(shè)備能夠支持寬動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)測(cè)量，信號(hào)拾取設(shè)備需要具備高共模抑制比以排除共模干擾，必要時(shí)還需要通過(guò)實(shí)時(shí)濾波功能過(guò)濾掉高頻開(kāi)關(guān)噪聲輔助測(cè)試。

RIGOL高分辨率示波器提供最小可達(dá)100μv/div的垂直檔位和12bit的高分辨率，即使是微弱信號(hào)也能得到精確的量化和測(cè)試。RIGOL的高壓差分探頭，光隔離探頭具備高共模抑制比特性，可以用于用于應(yīng)對(duì)共模干擾帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)。

EMC測(cè)試

在新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)中，由于使用的SiC等第三代半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到了MHz級(jí)別，干擾頻段延伸至GHz，所以EMC測(cè)試的難度也相對(duì)加大，需要重點(diǎn)關(guān)注電控的高頻開(kāi)關(guān)對(duì)于車(chē)載設(shè)備（傳感器，通信模塊等）的輻射干擾，同時(shí)也需要量化電源/信號(hào)線傳導(dǎo)的開(kāi)關(guān)噪聲，避免引起低壓系統(tǒng)的異常。RIGOL能夠?yàn)槠?chē)電子以及相關(guān)零部件提供從傳導(dǎo)到輻射的預(yù)測(cè)試解決方案，為EMC測(cè)試提供有力支持。

結(jié) 語(yǔ)

汽車(chē)電子測(cè)試正逐步從單一信號(hào)捕捉向系統(tǒng)級(jí)綜合分析轉(zhuǎn)變，如何在高速數(shù)據(jù)捕捉、多通道同步、復(fù)雜協(xié)議解碼與環(huán)境適應(yīng)性之間實(shí)現(xiàn)平衡，是當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。本文探討的關(guān)鍵技術(shù)，展示了在這一領(lǐng)域中如何結(jié)合高帶寬采樣、多通道同步及先進(jìn)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的汽車(chē)電子測(cè)試。

通過(guò)深入研究這些技術(shù)方案，業(yè)內(nèi)技術(shù)人員可以更好地理解和應(yīng)對(duì)汽車(chē)電子測(cè)試中的挑戰(zhàn)，共同推動(dòng)車(chē)載系統(tǒng)的創(chuàng)新與優(yōu)化。如需了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)及最新方案，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)相關(guān)技術(shù)專(zhuān)題頁(yè)面或聯(lián)系專(zhuān)業(yè)客服，共同探討下一代汽車(chē)電子測(cè)試的前沿技術(shù)。

關(guān)于普源精電RIGOL

普源精電（RIGOL）是一家全球性的電子測(cè)量?jī)x器公司，專(zhuān)注于通用電子測(cè)量的前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)與突破，以“成就科技探索，助您無(wú)限可能”為使命，聚集極富價(jià)值潛能與遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的優(yōu)秀人才，致力于為全球用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。RIGOL品牌為全球超過(guò)90個(gè)國(guó)家和地區(qū)的客戶(hù)的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用賦能，提供芯片級(jí)、模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)多層次解決方案，助力通信、新能源、半導(dǎo)體、教育科研及系統(tǒng)集成等廣泛客戶(hù)解決測(cè)試測(cè)量復(fù)雜挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)科技探索的無(wú)限可能。更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：www.rigol.com。