诊断技术检测线束中的开路和短路

作为现代汽车的重要组成部分，包含数千个装配组件的线束连接各种电子系统，使它们能够协同工作。任何线束中的单个故障都可能影响整个系统。然而，为了满足对车载电子产品不断增长的需求，汽车线束的复杂性持续增长，增加了快速轻松地检测断线或短路线的需求。电线诊断在汽车的整个生命周期中都很重要。从安装阶段开始，诊断和修复布线故障可能会导致广泛的制造延迟。在运营阶段，诊断和维修布线故障可能会导致维修店的访问时间过长，以保修维修的形式为制造商增加大量成本。

主动安全系统，包括车道检测和停车辅助（前视和后视摄像头）以及信息娱乐系统，包括导航和后座娱乐系统，是一些更受追捧的汽车电子系统。为了使这些系统有效，通过电缆从汽车各个角落传输的视频数据必须可靠地到达驾驶员和乘客。电缆健康对于维持这些系统的正常运行至关重要。

本文提供了一个电路理念，为在汽车应用中的视频和音频传输线上实现导线诊断提供了一种稳健、经济高效的技术。

图1所示电路可以有效检测电池短路（STB）、对地短路（STG）、开路和短路故障。该电路使用ADA4433-1 （U1）全集成视频重建滤波器作为视频传输信号链的一部分，并使用ADA4830-1 （U2）高速差动放大器作为检测电路。ADA4433-1内置高阶滤波器，截止频率为−3 dB，截止频率为10 MHz，抑制频率为45 dB，内部固定增益为2 V/V。它具有出色的视频规格、输出端的过压保护 （STB） 和过流保护 （STG），以及低功耗。ADA4830-1提供0.50 V/V的衰减增益和故障检测输出标志，可指示其输入端是否存在过压情况。它具有高达 18 V 的输入过压保护、宽共模输入电压范围和出色的 ESD 鲁棒性。

在图1所示的示例电路中，U1代表差分输出缓冲器，用于将视频信号从后视摄像头或发动机控制单元（ECU）传输到接收器。输入通常由CMOS成像器或视频编码器驱动。U1的主要功能是提供有源滤波功能（重建），并通过电缆将视频信号驱动到显示器。U2 的输入端连接在 U1 的输出端上，以提供表 1 中列出的故障检测功能，并在以下段落中描述。

图1.采用ADA4433-1 （U1）和ADA4830-1 （U2）的导线诊断电路。

电池短路故障检测

U1 和 U2 都集成了电池短路检测和 STB 输出标志。在电池短路事件期间，U2的输出标志将发出逻辑低电平信号，微控制器的通用输入/输出（GPIO）端口可以轻松读取该信号。

对地短路故障检测（单路输出）

将 U1 的正输入 （INP） 连接到负输入 （INN）。+OUT和−OUT之间的差分输出应为0 V。如果任一输出短路至地，U2输出端的差分电压将大于500 mV。

对地短路故障检测（两个输出）

将U1的正输入（INP）设置为0 V。+OUT和−OUT之间的差分输出应约为1 V。如果两个输出都短路至地，则U2输出端的差分电压约为0 V。

开路

将U1的正输入（INP）设置为0 V。+OUT和−OUT之间的差分输出应约为1 V。如果存在开路连接，则U2输出端产生的差分电压约为500 mV。

短路至相邻输出

将U1的正输入（INP）设置为0 V。+OUT和−OUT之间的差分输出应约为1 V。如果两个输出短接在一起，U2输出端的差分电压约为0 V。

正常运行（无电缆故障）

将U1的正输入（INP）设置为0 V。+OUT和−OUT之间的差分输出应约为1 V。U2输出端产生的差分电压约为250 mV。

审核编辑：郭婷