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在汽车电子系统日益复杂且对电磁兼容性（EMC）要求愈发严苛的背景下，10BASE - T1S 以太网物理层（PHYs）的电磁抗扰性能成为关键研究领域，这套网络在车载网络中的稳定运行关乎车辆各电子控制单元（ECU）间通信的可靠性，直接影响汽车的安全性与功能性。
我们根据《Electro Magnetic Immunity Performance of 10BASE-T1S PHYs》来探讨其电磁干扰（EMI）行为特性、测试方法差异、噪声测量、新型测试设置及测试相关性等方面内容，剖析 10BASE - T1S PHYs 在汽车网络环境下的电磁抗扰性能表现。
Part 1
10BASE-T1S与EMI的关键问题
10BASE-T1S是IEEE定义的一种针对汽车内部网络和工业控制系统的以太网物理层标准，旨在为这些低速通信场景提供创新的技术解决方案。它引入了多点拓扑结构，允许多个设备通过单条总线共享通信线路，这显著减少了布线的复杂性和成本。
此外，10BASE-T1S采用半双工通信模式，在同一时间只有一个节点能够发送数据，这种特性非常适合那些对带宽需求不高的应用。考虑到汽车和IoT（物联网）设备的能耗限制，10BASE-T1S还特别设计为低功耗，以适应这类设备的需求。
使用多点网络拓扑也带来了电磁兼容性（EMC）方面的挑战。在多点网络中，由于接收节点的输入阻抗较高（通常大于10 kΩ），当面对高频RF噪声时，容易产生谐振现象，导致共模扼流圈无法有效衰减共模噪声。
这种情况下，PHY（物理层芯片）端口电压可能会升高，从而影响信号完整性，甚至造成通信中断。
共模扼流圈在1-4 MHz频率范围内容易发生谐振，使得接收端的电压水平高于总线端口（MDI）。如果PHY不能有效地“钳制”这些高电压，那么就会出现信号失真的问题。
与之形成对比的是，点对点网络（P2P）因为采用了全双工通信，其信号路径更为直接，而且共模噪声可以通过终端阻抗和扼流圈有效滤除，因此不会遇到同样的问题。
传统DPI（Direct Power Injection，直接功率注入）和BCI（Bulk Current Injection，体电流注入）测试方法在模拟实际车辆环境中的表现并不理想。FTZ实验室的研究表明，单节点测试无法准确反映多节点、多供应商环境下最差情况下的EMC性能。
这是因为不同供应商提供的组件可能具有不同的电磁特性，而在实际应用中，这些差异可能导致更复杂的电磁干扰问题。
为了应对上述挑战，开放联盟TC14工作组制定了新的DPI失真测试规范。这个新标准的目标是确保接收节点不会受到电磁噪声的影响而破坏总线通信。
测试方式上，采用了双节点DPI PCB测试架构，即在一个电路板上设置两个节点进行RF注入测试，以此来评估PHY在高电压环境下的表现。
关键性能指标方面，则是定义了一个失真掩膜，用于捕捉多节点环境中累积的电磁干扰效应，确保PHY能够在各种操作条件下维持正常的通信功能。
新测试标准的实施大大提高了DPI测试结果与车辆实际应用场景之间的相关性，代表了10BASE-T1S EMI测试的一个重要进展。
通过这种方法，制造商可以更加自信地开发和部署基于10BASE-T1S标准的产品，确保它们在现实世界中也能表现出良好的电磁兼容性。
Part 2
从技术到应用：
10BASE-T1S的发展路径
改进的DPI（Direct Power Injection，直接功率注入）测试对于10BASE-T1S技术在汽车和工业领域的应用具有深远的意义。
这项新的测试方法引入了频率依赖的非平衡耦合网络，极大地增强了对多点网络中最差情况EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）表现的预测能力。
特别是针对30 MHz至100 MHz的关键频段，改进后的测试可以更精确地模拟车辆内部复杂的EMI环境，提供比以往更加可靠的测试结果。
通过加强多供应商生态系统的兼容性，新测试解决了传统单供应商两节点测试中理想化的问题，能够更真实地反映多节点、多供应商环境下网络的复杂行为。
这为汽车制造商选择组件时提供了更为实际和有价值的参考指标，有助于确保不同供应商提供的产品能在同一网络中共存并稳定工作。
新的EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）要求促进了PHY（物理层芯片）技术创新。例如，优化共模扼流圈设计以降低谐振电压，或采用主动钳制技术来消除高电压噪声对信号的影响。这些进步不仅提高了产品的性能，还推动了整个行业向前发展。
10BASE-T1S技术凭借其多点拓扑结构，在汽车领域展现出作为车载网络解决方案的巨大潜力。
它为传感器和执行器之间的低成本、高可靠性连接提供了可能，减少了布线重量和复杂度，这对智能驾驶和电气化汽车至关重要。
随着车规级PHY EMC性能的不断改善，10BASE-T1S在ADAS（高级驾驶辅助系统）和动力系统中的应用前景也在不断扩大。
在工业领域，10BASE-T1S成为物联网的理想选择，适用于智能工厂和城市中的传感器网络和边缘计算。其低功耗特性和优秀的EMI表现使得该技术特别适合于需要高效连接且能承受严苛电磁环境的应用场景。
10BASE-T1S技术面临的挑战包括在全球范围内推广开放联盟的新DPI测试标准，以及进一步优化高频EMI性能。随着车辆和工业环境中无线电频率噪声的增长，PHY芯片必须持续提高其抗扰能力。
长远来看，结合AI技术进行智能网络管理，如动态频率调整与自适应信号处理，将进一步提升10BASE-T1S网络的可靠性和抗干扰能力，为未来的智能交通和工业自动化奠定坚实基础。
小结
10BASE-T1S作为以太网在低速通信领域的创新延伸，其在汽车和工业物联网中的潜力不可忽视。
随着新型DPI测试标准的推出，EMC性能的提升为其在实际应用中的广泛部署铺平了道路。从降低布线复杂性到满足高性价比需求，10BASE-T1S正在推动智能化时代的网络技术变革。
原文标题 : 汽车以太网10BASE-T1S：电磁抗扰性能研究
