隨著汽車技術(shù)的不斷進步，超聲波傳感器在停車輔助、智能后備箱開啟和入侵檢測報警等領域的應用越來越廣泛。本文將詳細介紹超聲波停車輔助功能、電感抬腳開尾箱系統(tǒng)以及入侵檢測報警的應用及其技術(shù)要求。

超聲波停車輔助功能

超聲波停車輔助系統(tǒng)（也稱為停車引導系統(tǒng)或倒車停車輔助）通過檢測物體的存在并以噪音形式警告駕駛員，幫助駕駛員更安全地停車。這些系統(tǒng)通常配備4到16個傳感器，策略性地分布在汽車周圍，提供全方位的檢測功能。

設計這類應用的工程師需要選擇能夠驅(qū)動超聲波傳感器（發(fā)射器）、接收信號、調(diào)節(jié)信號并處理回波數(shù)據(jù)的集成電路。例如，PGA460-Q1芯片可以可靠地檢測距離最遠5米的國際標準化組織（ISO）桿（用于超聲波停車輔助的聚氯乙烯（PVC）管作為性能標準）。該器件還通過了嚴格的靜電放電（ESD）和大電流注入（BCI）測試，確保其在實際應用中的穩(wěn)定性和可靠性。

使用德州儀器PGA460-Q1的超聲波停車輔助星型配置

由于原始設備制造商（OEMs）面臨每輛車增加超聲波傳感器的需求，未來幾年內(nèi)超聲波停車輔助的成本壓力將持續(xù)增加。PGA460-Q1為高產(chǎn)量一級供應商提供了具有競爭力的解決方案，幫助應對這一挑戰(zhàn)。

常見要求與未來趨勢

超聲波停車輔助模塊的常見要求包括：

物體檢測范圍：從30厘米到5米。

通信接口：時間命令接口（TCI）或本地互連網(wǎng)絡（LIN）通信，連接到本地電子控制單元（ECU）或車身控制模塊（BCM）。

為了滿足自動駕駛汽車的需求，未來的短距離和長距離物體檢測標準將變得更加嚴格。從2025年開始，超聲波模塊將能夠檢測距離在10厘米到7米的物體。半導體供應商的模擬前端（AFE）靈敏度和驅(qū)動方法的改進對于滿足這些檢測距離的要求至關重要。

當前，TCI和LIN是超聲波停車輔助系統(tǒng)中最常見的兩種通信接口。然而，隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）視覺處理能力的提高，預計未來將使用更高傳輸速率的協(xié)議，如外圍傳感器接口（PSI）5、分布式系統(tǒng)接口（DSI）3或控制器局域網(wǎng)（CAN），來傳輸更多的超聲回波數(shù)據(jù)。

電感抬腳開尾箱系統(tǒng)

電感抬腳開尾箱系統(tǒng)（智能后備箱開啟系統(tǒng)）使車主能夠通過抬腳將腳放在后保險杠下方輕松打開汽車后備箱，無需手動操作。傳統(tǒng)的抬腳打開后備箱系統(tǒng)使用位于保險杠底部的電容式感應條，但許多汽車一級供應商正在探索超聲波感應技術(shù)，因其對環(huán)境因素（如污垢和水）的魯棒性更強。

針對電感抬腳開尾箱系統(tǒng)的超聲波解決方案的常見要求包括：

物體檢測范圍：從15厘米到1米。

低靜態(tài)電流：系統(tǒng)必須在汽車關閉的情況下運行，因此靜態(tài)電流至關重要。

電源工作能力：能夠在12V汽車電池下工作的能力。

高品質(zhì)的傳感器，如Murata的MA58MF14-7N，在傳感器激發(fā)期間具有更穩(wěn)定的衰減或“振鈴”，有助于減少衰減的時間長度，從而更準確地預測衰減的速度。此外，TI建議使用變壓器驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)以優(yōu)化近場性能。

PGA460-Q1具備低噪聲放大器和可編程時變增益級，嵌入12位逐次逼近寄存器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC），能夠有效減少接收信號的噪聲，并根據(jù)距離調(diào)整增益，實現(xiàn)精確的距離測量。

入侵檢測報警

在歐洲，入侵檢測報警是消費者購車時可選的附加設備或可在購車后安裝的功能。當汽車熄火和停靠時，這些報警器使用超聲波傳感器檢測車內(nèi)的任何移動，作為主報警系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，防止兒童或?qū)櫸镌谲噧?nèi)發(fā)生危險。

大多數(shù)系統(tǒng)使用一到兩個超聲波發(fā)射器和一到兩個接收器。PGA460-Q1超聲波傳感器可以驅(qū)動和接收一個發(fā)射器和一個接收器，因此可能需要一到兩個PGA460-Q1器件來實現(xiàn)完整的入侵檢測報警功能。

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結(jié)論

總之，超聲波技術(shù)在汽車輔助系統(tǒng)中的應用日益廣泛，不僅提高了駕駛的安全性和便利性，還為未來的自動駕駛技術(shù)奠定了基礎。無論是停車輔助、智能后備箱開啟還是入侵檢測報警，超聲波傳感器都展示了其不可替代的價值。通過不斷改進傳感器的質(zhì)量、驅(qū)動方法和AFE性能，未來的汽車將更加智能化和安全。無論是在科學研究還是工業(yè)生產(chǎn)中，超聲波技術(shù)將繼續(xù)推動更多領域的創(chuàng)新與發(fā)展，助力實現(xiàn)更高效、更可靠的電子系統(tǒng)。