关于智能座舱测试的解决方案

按照惯例,我们学习某项知识应用之前一般会先了解它的理论知识,今天我们要学习的内容是“RF在智能座舱测试中的应用”,那么什么是RF呢?下面跟着小怿一起了解一下关于智能座舱测试的解决方案吧。


1、RF理论


RF即Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz~300GHz之间,它是一种高频交流变化的电磁波。当电磁波频率低于100kHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100kHz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为RF。


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其实总结下来就一句话:采用射频传输的方式,可以在智能座舱中进行FM(收音机)功能与GNSS(GPS)导航功能测试。接下来小怿将通过举例,对其进行系统分解。

 

2、FM&GNSS怎么进行测试呢?

 

工欲善其事,必先利其器,一些顺手的工具肯定少不了,直接上货:

1、麦克风

2、声音采集板卡

3、信号发生器

4、汽车中控屏,俗称待测IVI主机,也就是被测件(DUT)

5、同轴线

6、无线RF天线

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工具准备完毕,再把这些设备集成到机箱上面,集成后的效果如下图所示:

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如果想要自己动手做呢,各位可以按照以上工具列表进行配置。

 

2.1 FM测试流程

 

FM测试主要用来测试汽车中控电路中调频收音机这一部分的性能,包括射频和音频两部分。下面我们开始测试:由信号发生器、音频分析仪产生或者自定义一个标准的音频信号,此音频信号输入到信号发生器,与信号发生器产生的射频信号(87.5MHz-108MHz)经调制以后输入到IVI主机的FM接收电路中;在接收电路内部, FM信号经过滤波、放大、解调等电路,其中有用的音频部分会被解调出来,解调出来的音频信号通过IVI上的FL/FR/RL/RR等音频声道进行输出。

在这里,有两种方法可供参考:

1、输出被麦克风采集以后,输入到声音采集板卡相应通道里做音频分析,通过上位机LabVIEW软件将输入信号和原始信号源作对比,用来测试FM电路性能。

2、输出被音频分析仪采集以后,进行相应解调波形的分析,得出相应的调制频率、输出电压及信噪比SNR,并输出调制波形曲线,用以与原调制信号源进行对比(比如调制音频信号源为标准的正弦波)。

为方便大家理解,可以参考下面的流程图哦。

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2.2 GNSS测试流程


GNSS测试主要用来汽车中控电路中GPS地图导航这一部分的性能。下面我开始测试:由导航信号录制设备或者通过软件自定义一个仿真的GPS导航文件,通过解析导航文件里面的经纬度信息信号发生器会通过无线RF天线发出仿真的GPS信号;在接收电路内部,GPS信号被车机端接收后,其中经纬度信息会被解析出来,在导航页面根据经纬度信息变化,画出与仿真GPS导航文件一致的导航轨迹。

在这里,也有两种方法检测GPS仿真信号是否正常发出可供参考:

1、通过无线RF天线输出信号以后,可以使用手机端APP对接收到的射频信号进行解析,获取实时的经纬度信息。

2、通过无线RF天线输出信号以后,可以根据在车机端导航页面显示的路径轨迹,进行图像识别当前的轨迹与上位机端的轨迹是否一致。

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3、FM&GNSS开始测试

3.1 FM测试


打开我们集AM/FM调制信号及RDS/TMC(欧洲广播联盟(EBU)制定的数据广播系统的欧洲规范)信号仿真功能于一体的软件,然后进行参数设置:

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FM测试参数: 


Output Voltage:测试音频信号的输出电压测试结果范围,保证不失真即可;

SNR:测试FM接收机的信噪比;

Frequency:测试调制音频源的频率。

设置好参数之后,我们开始运行软件,进行测试:

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在软件运行期间,我们可以通过收音机,接收到我们所要传输音频文件所播放的音乐。测试完收音机功能之后,我们接下来开始GNSS的测试。

 

3.2 GNSS测试


打开我们专门测试GNSS的上位机软件,可实现GNSS信号的实验室仿真功能,根据卫星信号配置,如星轨文件加载、卫星数量设定、发射功率设定、初始化时间设定等,控制信号仿真板卡,通过无线RF天线发出仿真信号。在手机APP端:Android TS GPS上可以检测到仿真信号是否正常发出。

导航功能指标:

➢支持对地球任一地点的目标定位

➢支持GPS L1信号8颗卫星电文仿真

➢支持GPS双频仿真(L1, L5)

➢支持北斗卫星系统的信号仿真

➢支持干扰信号,模拟场景类测试(例如阴雨天、或者闹市区多信号干扰场景)

➢支持录制信号的回放仿真

➢通过历书和星历表文件,实现自动化卫星仿真

➢可自定义运动轨迹, 实现移动仿真


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GNSS测试参数:


GPS Rinex File Path:星历文件路径,根据卫星种类以及实际日历信息,选择不同的星历文件;

Scenario Type:测试的信号类型,静态经纬度信息,动态经纬度信息,远程接收经纬度信息;

Trajectory Type:测试的导航文件格式、KML、NMEA、Way Point;

Speed(km/h):发送动态经纬度信息时,模拟的速度变化值;

配置好所需要设置的参数后,我们开始运行软件,进行测试。

 

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由于需要保密,所以我们只能通过手机APP端检测仿真信号:


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以上就是射频(RF)在智能座舱中所使用到的两种应用场景,很好的匹配了当前车机端FM、GNSS功能测试,简化了测试步骤,只需要简单的设置所需要的参数,就可以完成相应的功能自动化测试,你们学会了吗?


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