车载模块原理分析与电路设计详解 —电路图天天读（138）

　　EST527车联网模块，是一款车规级的车联网标准模块OBDII协议数据解析产品，支持ISO9141-2、ISO14230（KWP）、 ISO15765（CANBUS）等协议的物理层，可通过OBD-16标准接口与现有绝大部分汽车的ECU进行诊断通讯；模块将汽车电控系统的各项传感器数值转换为UART格式的数据进行输出，用户产品通过EST527_MINI模块与汽车快速连接，轻松实现车联网产品二次开发；还支持标准的OBDII汽车故障诊断功能，支持DTC诊断请求、故障码输出、故障码清除。

　　模块特色：标准OBDII接口支持；覆盖所有主流汽车协议、双MCU；处理速度快，是ELM327的5倍；上位机无需进行任何运算，所有数据都以数值方式返回；精确行驶里程算法，准确度99.5%；支持瞬时油耗、平均油耗及耗油量数据；支持车辆故障码诊断，两条指令即可完成故障码的读取和清除；模块化设计，高集成度；车规级抗干扰设计；邮票孔及插针双接口设计，满足所有应用场合；AT 指令集简单易用；极大的提升二次开发效率，缩短研发周期。

　　车联网OBD模块采用邮票/插针两种不同的方式，通过UART连接各种车载设备，获取到OBD各种数据，依然采用双核处理，一个 MCU负责解码，一个负责运算，所有的数据都是已经解析好的数据，采纳该方案的不用了解任何关于汽车协议的知识，通过电路连接，做好界面就OK。

　　原理分析：EST527 车联网OBD模块，采集记录开始行驶时间、结束时间、总油耗（怠速油耗、行驶油耗）单次行驶里程、怠速耗油量、行驶耗油量、当次燃油费用、当次平均车速、当次最高转速、最高车速等驾驶行为习惯等数据，常用车速、转速、水温、电压、OBD故障码信息，将数据通过GPRS传输到后台，将对合作伙伴免费开放中文OBD故障码库优质APP应用的API端口，可以实时查询12000多条汽车OBD故障代码信息。

　　GPS导航应用：该方案结合新一代实时路况导航，颠覆传统导航设备，采用EST527模块，直接显示油耗轨迹，某路段多少油耗一目了然，及时反馈对应的速度地图轨迹。基于EST527模块开发软件的路况支持全国大部分高速路况信息，堵车时一看地图就清楚自己拥堵位置及路况界面，是出差的路况信息最好帮手。

　　云记录仪应用：我们将OBD采集到的数据根据车速、转速、万一发生碰撞，锁定该数据将汽车数据及视频数据及时发送到后台，结合大数据医疗救助体系，及时分析出合理援救方案，减少死亡率。

　　云GPS定位器：车链追踪与智能防盗系统，锁定汽车位置及行车轨迹，可通过电子围栏将信息传输到手机或者电脑，跟踪车况及地理位置信息。

　　车联网大数据：整合OBD+GPS+GPRS/CDMA/3G/4G，获取汽车数据、地理位置信息、驾驶行为习惯数据、汽车OBD智能故障诊断，CRM系统、平台互动与分享，改变司机朋友驾驶习惯、享受生活娱乐资讯资讯、提供维修保养、保险服务、关键路段设定维修站、加油站、生活消费场所、休息站等等。

　　电磁兼容的问题常发生于高频状态下，个别问题（电压跌落与瞬时中断等）除外。高频思维，总而言之，就是器件的特性、电路的特性，在高频情况下和常规中低频 状态下是不一样的，如果仍然按照普通的控制思维来判断分析，则会走入设计的误区。比如：

　　电容的高频等效特性

　　电容，在中低频或直流情况下，就是一个储能组件，只表现为一个电容的特性，但在高频情况下，它就不仅仅是个电容了，它有一个理想电容的特性，有漏电流（在 高频等效电路上表现为R），有引线电感，还在导致电压脉冲波动情况下发热的ESR（等效串联电阻），（如图）。从这个图上分析，能帮我们设计师得出很多有 益的设计思路。第一，按照常规思路，1/2πfc是电容的容抗，应该是频率越高，容抗越小，滤波效果越好，即越高频的杂波越容易被泄放掉，但事实并非如 此，因为引线电感的存在，一支电容仅仅在其1/2πfc=2πf L等式成立的时候，才是整体阻抗最小的时候，滤波效果才最好，频率高了低了都会滤波效果下降，由此就可以分析出结论，为什么在IC的VCC端都会加两支电 容，一支电解的，一支瓷片的，并且容值一般相差100倍以上多一点。就是两支不同的电容的谐振频率点岔开了一段距离，既利于对稍高频的滤波，也利于对较低 频的滤波。

　　线缆或PCB布线的高频等效特性

　　其次是线缆或PCB布线的高频等效特性（如图），无论高低频，走线电阻都是客观存在，但对于走线电感，则只在较高频时候才可以显现得出来。另外就是还有一 个分布电容的存在，但是，在导线附近没有导体的时候，这个分布电容有也是白搭，就像没有男人，女人也不能生孩子一样，这是一个需要两个导体才可以发挥的作 用。

　　磁环和磁珠的高频等效特性

　　但磁环和磁珠的高频等效特性却不得不提一下，因为磁环对高频脉动的吸波作用，与电感的表现有点类似，所以经常被认为是电感特性，但事实上错了，磁环是个电 阻特性，不过这个电阻有点特别，它的阻值大小是频率的函数R（f），如此的话，在一个带有高频波动的信号穿过磁珠的时候，高频波动会因为I2R的作用而发 热，将波动干扰经过电能——磁能——热能的转化过程，所以在导线上波动比较强烈的时候，磁环摸起来会是温的。

　　高频情况下的EMC设计技术

　　以上是EMC专业中高频思维的基础知识，有了这些，一系列的设计经验都可以迎刃而解了。比如：IC 的VCC端为何加装两只电容，一只电解电容，一只瓷片电容，是因为电容的高频等效特性，引线电感和电容的串联导致其综合阻抗随频率而变化，而在WL= （1/WC）的频率点上，是其阻抗最小的点（如图）。而且两个电容分别有自己的最小阻抗点，分别对应不同的频率点，以便于为IC不同频率范围的供电需求提 供电流。

　　静电工作台的接地导线用宽的铜皮带和金属丝网蛇皮管，而不是黄绿的圆形接地线缆，圆形接地线缆的走线电感量偏大，不利于高频静电电荷的泄放。线缆和线缆之间的间距不宜太近，否则会因为导线分布电容的存在而导致信号线缆之间出现串扰，当然，信号线对地线的耦合那又最好是近一点，这样，信号线上的 波动干扰可以方便的泄放到地线上去。