应用同轴电缆供电的车载LVDS传输如何选择电感

电子发烧友网报道（文/李宁远）电动汽车绝对是现在最复杂的网络电子系统之一，其中物理互连网络正在变得高度复杂，这一庞大网络将众多新的安全设备和传感器相互连接，并与新的更高级别的控制层相连。
 
针对双向通信，汽车网络架构引入了汽车以太网，针对单向通信，LVDS也被引入进来。LVDS，低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号传输技术，该传输技术速率可以达到很高，并尽可能抑制EMI，多用在车载摄像头等系统中。在LVDS传输中，为了减轻线束的重量，以一根同轴电缆实现信号传输和电源供给的PoC（同轴电缆供电）技术正在广泛使用。
 
PoC与LVDS
 
在一根线缆上同时直流供电并传输交流信号，是很多车载摄像头模块和其他类似的远程设备都会使用的一种供电方案，被称为PoC同轴电缆供电。它是利用电源叠加技术，通过一根同轴电缆在互不干扰的前提下同时处理直流供电和交流信号。
 
PoC是单线传输的方式，只采用两芯同轴线缆架构，架构是比较简单的，但是PoC需要单端长距离传输高频模拟视频信号，技术难度是很大的。
 
尤其是在以LVDS传输信号的车载摄像头等系统中，车载接口不断增多，所需数据容量不断扩大，需要更高的传输速率及更高的传输功率。LVDS-PoC不断提高着传输速率与传输功率满足更多传感器的传输需求。
 
在PoC应用中，供电线受信号干扰的问题本来就会比较严重，需要通过适当的EMC滤波来解决，在LVDS-PoC中速率更快频率更高，遇到的干扰会更严重。此时电感会在通路中发挥重要作用，改善信号质量和供电效率。
 
对交流信号通路来说，同轴电缆中的交流信号一般都是高频状态，此时电感的阻抗越高越好，能够防止高频信号在此环节流失导致信号衰减，严重影响通信质量。在直流端，则需要电感的内阻和线缆的内阻尽可能低，减少直流供电的损耗提高供电效率。
 
LVDS-PoC中的电感应用
 
随着车载接口向高速化一路狂飙，车载高速接口的用量在整车里也在不断攀升，在以LVDS传输信号的车载摄像头等系统里，PoC同轴电缆供电技术发挥着重要作用。为了解决PoC传输中的各种干扰问题，为了隔离宽频带的信号和电源，为了在宽频带中确保高阻抗，电感的应用是关键。
 
具体到电感性能，首先要具备宽频带和高阻抗，其次随着车内传输需求的升级大电流能力也是必备的，这些性能满足的同时要尽可能小尺寸，不然会影响到直流内阻，大直流内阻会增加直流供电的损耗降低供电效率。
 
宽频带和高阻抗是最基本的两个需求，市面上常见的2阶和3阶滤波方案其目的也是为了构建起足够带宽的高阻抗方案，这些性能主要还是看线圈结构设计上、材料制备上的优化。专用的PoC滤波电感会在线圈结构上避免寄生电容的扩大，以此获得更大的谐振频率和滤波带宽。
 
电感的阻抗越高越好，防止高频信号在此环节流失导致信号衰减，才能有效避免高速信号受到影响，干扰通信质量。
 
同时，大电流能力也是应用在车载系统里不可少的能力，必须有足够高的饱和电流来支持全负载时通过的电流，这样才能减少电流应用中的阻抗变化，对于提升整个PoC系统的性能很有帮助。
 
更小的尺寸对有限的车内传感器模块空间也是更友好的，车载设备的轻量化发展PoC系统也需要在更少的元器件和更小的尺寸下实现。
 
小结
 
车载网络性能在PoC技术的支持下得到了明显的提升，PoC技术背后对更高被动元件的需求也推动了器件的迭代升级。