泰矽微（Tinychip Micro）近日宣布推出國內(nèi)首款車規(guī)級無變壓器直驅(qū)超聲波雷達芯片TCAU33，進一步完善和加強傳感方向的車規(guī)產(chǎn)品布局，TCAU33實現(xiàn)了供應(yīng)鏈全國產(chǎn)化，不但填補了該類產(chǎn)品的國內(nèi)空白，且較現(xiàn)有同類產(chǎn)品具有更簡單的外圍電路、更高的性能參數(shù)和更高的性價比。
超聲波雷達，也叫倒車雷達。它的工作原理是利用超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)射超聲波，遇到障礙物產(chǎn)生反射，接收器接收到回波并計算發(fā)射時刻和接收時刻的時間差來測算距離。超聲波雷達防水、防塵、抗污，即使有少量的泥沙遮擋也不影響。探測范圍在0.1～7米之間，而且精度較高，因此非常適合近距障礙物檢測。主要用于停車輔助、自動泊車或輔助智駕的場景。泰矽微本次推出的TCAU33為“直接驅(qū)動”型超聲波雷達芯片，借助泰矽微自主知識產(chǎn)權(quán)的nV級超低噪聲PGA，高精度ADC以及內(nèi)部集成的電荷泵升壓電路，可免除外圍大體積變壓器和儲能電容，無論是PCB空間還是系統(tǒng)成本都具有明顯優(yōu)勢，充分滿足當下汽車降本的強烈需求。由于單車用量較多，整體降本效果非常顯著。
TCAU33產(chǎn)品特性
● 工作電壓6V～18V，40V拋負載
● 無變壓器直接驅(qū)動超聲變送器，±15V-±31V可調(diào)輸出交流驅(qū)動電壓
● 測量距離：0.12m～4m
● 驅(qū)動頻率范圍：30 KHz~83 KHz
● 可調(diào)驅(qū)動脈沖個數(shù)：4~32
● 支持直接和間接測量模式
● nV級低噪聲可調(diào)增益PGA
● 環(huán)境噪聲測量功能
● 診斷功能
● 余振時間和頻率檢測
● 高壓雙向IO接口通訊接口或模擬回波包絡(luò)輸出
● 可調(diào)余振消除脈沖和阻尼
● 芯片內(nèi)部溫度檢測，溫度精度：+/- 6°C
● QFN-20，4mm*4mm封裝
● 溫度范圍滿足AEC-Q100: Tj-40°C-125 °C
TCAU33產(chǎn)品和方案優(yōu)勢
單芯片方案，極簡的外圍器件數(shù)量節(jié)省整體BOM成本（圖2）
圖1 TCAU33 典型應(yīng)用
產(chǎn)品設(shè)計階段充分考慮EMC要求，很少外圍器件即可滿足汽車EMC，包括ISO7637、ISO16750、ISO11452和CISPR25等相關(guān)EMC標準的測試
無變壓器直接驅(qū)動，不需要大體積的變壓器和大容量儲能電容（圖3）
A
B
A.有變壓器方案，需要大體積變壓器和儲能電容，器件需雙面放置，體積大，成本高
B.無變壓器直驅(qū)方案，無需變壓器和儲能電容，器件放在單面，體積小，成本低
圖2 變壓器驅(qū)動和無變壓器直驅(qū)方案對比
● 高級模擬和數(shù)字信號處理電路實現(xiàn)精確的近距和遠距檢測
● 待發(fā)波狀態(tài)變送器無直流偏壓，延長探芯使用壽命，免除外部高壓隔離電容
● 快速阻尼方案縮短近距離測量范圍，最短12cm距離
● 完善的故障診斷功能包括過壓、過流、過熱、探芯開路短路等
● 完善的上位機工具方便調(diào)試和數(shù)據(jù)標定
圖3 近距測量波形
（CH1-橙色IO接口通訊回波指示，CH2-綠色為探芯驅(qū)動電壓）
圖4 遠距測量波形
（CH1-橙色IO接口通訊回波指示，CH2-綠色為探芯驅(qū)動電壓）
● 典型應(yīng)用場景
● 輔助泊車超聲波雷達
● 壓電按鍵檢測
● 液位測量
● 生態(tài)與工具支持
泰矽微已開放針對TCAU33的芯片評估、測試及生產(chǎn)的軟硬件平臺和各類工具，提供一站式服務(wù)。
圖5 性能調(diào)優(yōu)和標定上位機軟件