一、簡介
HUD是“Head-Up Display”的縮寫，中文名為“抬頭顯示”。它是一種科技產(chǎn)品，通過投影或反光技術(shù)將駕駛員需要的車輛信息投射到車輛前擋風(fēng)玻璃上，避免了駕駛員轉(zhuǎn)移注意力去看車內(nèi)儀表盤，從而提高了安全性。使用HUD駕駛汽車，駕駛員能夠更加專注于道路和交通，同時(shí)也能夠獲得更多的車輛信息。隨著車輛自動化技術(shù)的發(fā)展，HUD不僅可以顯示車速、轉(zhuǎn)速等基本信息，還可以實(shí)時(shí)顯示導(dǎo)航、車道偏離警告等高級駕駛輔助功能。
圖1 HUD顯示展示
HUD分類如下圖所示：
圖 2 HUD分類和信息對比
二、HUD架構(gòu)分析
圖 3 HUD的簡潔架構(gòu)
1.對于顯示內(nèi)容的輸入信號類型有差分對或者同軸輸入的類型，信號給到解串器（TI或者美信），解串器將信號轉(zhuǎn)為mipi信號給到主控。解串器這邊的時(shí)鐘有的設(shè)計(jì)參考主控端的時(shí)鐘，也有的是采用單獨(dú)的晶振設(shè)計(jì)。
2.主控這邊將解串器給過來的mipi信號轉(zhuǎn)成RGB或者LVDS信號給到屏端，這里具體是RGB信號還是LVDS信號，這個看主控選擇的方案。目前常見的方案是瑞薩和英特矽爾。
3.馬達(dá)主要是調(diào)節(jié)反射鏡的角度，一般都是采用步進(jìn)電機(jī)為主。
4.CAN這邊的通訊主要是一些控制信號，目前市面上采用的還是CAN-BUS，但是也有一些做了兼容的設(shè)計(jì)會采用CAN-FD的設(shè)計(jì)。
5.屏顯示這邊有采用TFT或者DLP兩種顯示方案，如果采用TFT屏顯示這種的光源一般是LED提供光源，這個LED光源這里會比較容易被靜電干擾，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要注意防護(hù)。而DLP這邊采用的RGB光源時(shí)，在Layout時(shí)要注意這個電源的EMI的問題。
三、HUD的EMC問題分析
1.EMC問題點(diǎn)：采用DLP顯示的方案
DLP顯示的方案跟投影儀的顯示是類似的，所以對于這個RGB光源的電源的EMI濾波我們可以采用我司的BDL（BDL0805S110V101T）的方案進(jìn)行濾波，可以抑制電源的EMI噪聲。
圖4 DLP方案的RGB濾波架構(gòu)
2.EMC問題點(diǎn)：視頻傳輸接口
圖5 LVDS接口和同軸傳輸接口
（1）左邊的LVDS接口對于視頻信號會做一些濾波和靜電的防護(hù)，我司的方案推薦是：TF1210A2X900MT和TEVB0R2V05B1X進(jìn)行做共模噪聲的抑制和靜電的防護(hù)。（遵循先防護(hù)后濾波的設(shè)計(jì)原理）。
（2）對于右邊這種同軸接口會做靜電的防護(hù)，我司的方案推薦是：TEVB0R2V05B1X。
（3）Layout設(shè)計(jì)：視頻信號比較敏感，在layout時(shí)注意布局，走線不能太長和進(jìn)行包地處理（有條件也可以伴地處理）。
3.EMC問題點(diǎn)：屏排線接口端
圖6 LVDS屏排線接口
（1）HUD的屏接口主要常見有LVDS和RBG，對于該兩種接口容易出現(xiàn)靜電問題，可以采用濾波+防護(hù)的方案；
（2）我司的方案：
LVDS：濾波（TF1210A2X900MT）+靜電防護(hù)（TEVA0R4V05D4X）
RGB：濾波（TEE20121504X101MT）+靜電防護(hù)（TEVA0R4V05D4X）
4.EMC問題點(diǎn)：CAN通訊端口
（1）靜電防護(hù)：遵循先防護(hù)后濾波的原則，設(shè)計(jì)滿足電性能測試的靜電防護(hù)器件，TEVG15R0V24B2X （行業(yè)通用方案），滿足30KV靜電防護(hù)等級的同時(shí)還需要滿足雙倍電壓測試的需求；
（2）濾波設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)使用滿足通訊的CAN\CANFD共模濾波器，CAN：TLCMI4532-2-510TF（行業(yè)通用方案） CAN-FD TLCMI3225-2-510TF （行業(yè)通用方案） CAN-FD TLCMI3225-2-101TF （行業(yè)高濾波等級方案），預(yù)留濾波電容等；
（3）Layout設(shè)計(jì)：注意濾波前后地的設(shè)計(jì)，靜電管位置是否合理放置在濾波路徑上。
5.EMC問題點(diǎn)：電源輸入端口
（1）7637防護(hù)：遵循先防護(hù)后濾波的原則，設(shè)計(jì)滿足車廠設(shè)計(jì)要求，對于HUD產(chǎn)品主要還是以5b為主，我司5b的防護(hù)措施推薦是：5KP33CA-SMC。新能源車廠可能會有一個比較特殊的要求測試，就是給產(chǎn)品直供27V的DC電源，考核產(chǎn)品的一個耐壓情況，因此對于TVS的電壓選型需要注意；
（2）濾波設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)使用滿足通流余量的電源線共模濾波器，（不同阻抗?jié)M足不同車廠等級方案），預(yù)留濾波電容等；
（3）Layout設(shè)計(jì)：注意共模濾波器前后地的設(shè)計(jì)，濾波前后是否做到高阻抗隔離，避免濾波失效。
6.EMC問題點(diǎn)：SOC、MCU控制端
圖7 展頻IC和展頻晶振使用的示意圖
MCU主控這邊可能出現(xiàn)時(shí)鐘的倍頻超標(biāo)時(shí)，可以采用展頻的方案去降低時(shí)鐘的倍頻超標(biāo)的問題。左邊的MCU是英特矽爾的芯片，右邊是瑞薩的SOC芯片，目前發(fā)現(xiàn)兩個芯片自身的時(shí)鐘倍頻超標(biāo)，經(jīng)過加上我司的專利產(chǎn)品展頻IC和展頻晶振展頻后，可以降低時(shí)鐘的倍頻噪聲，滿足車廠的要求。
四、總結(jié)
以上是對HUD的了解，對于市場上通用的方案的一個EMC問題匯總，但是對于同樣的方案不同的工程師的設(shè)計(jì)、Layout和結(jié)構(gòu)上也有一定的差異，因此最好是具體的問題具體分析，有需要也可以聯(lián)系我們。
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