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EMI静噪滤波器(EMC・噪声对策)车载多千兆以太网的EMI及ESD对策需要共模扼流圈(CMC)的原因[my Murata]

2026/07/01

在不高于1Gbps的车载以太网标准中,噪声对策通常是将有成本优势的UTP(Unshielded Twisted Pair:非屏蔽双绞线)电缆与共模扼流圈(CMC)组合使用。
另一方面,在2.5GBASE-T1、5GBASE-T1和10GBASE-T1的车载多千兆以太网标准(IEEE 802.3ch)中,采用以使用已实施屏蔽的STP(Shielded Twisted Pair:屏蔽双绞线)电缆为前提的配置结构,以确保高速通信的稳定性。
STP电缆的抗噪声性能较高,因此,有时会认为不需要CMC。但实际上,即使使用STP电缆,由于IC的特性和电路板布线不平衡等原因,仍然会产生共模噪声,从而导致辐射噪声。
本文在模拟车载多千兆以太网的环境下测量辐射噪声,并验证了CMC带来的改进效果。此外,本文还基于实验结果,对CMC在降低噪声对GNSS天线造成的干扰方面的效果以及在ESD对策中的有效性进行解说。

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目录

1. 车载以太网的标准与所用电缆之间的差异

随着汽车功能的高阶化,100Base-T1和1000BASE-T1等车载以太网已大量应用于车内通信。为了满足对更加高速的通信的需求,出现了2.5GBASE-T1、5GBASE-T1和10GBASE-T1等多千兆以太网(Multi-Gig Ethernet)。在100BASE-T1(IEEE 802.3bw标准)和1000BASE-T1(IEEE 802.3bp标准)等标准中,允许使用具有成本优势的UTP(Unshielded Twisted Pair:非屏蔽双绞线)电缆,并且通常将UTP电缆与满足OPEN Alliance规定的性能要求且用于噪声对策的共模扼流圈(以下简称为CMC)组合使用。
另一方面,在2.5G/5G/10GBASE-T1的多千兆以太网(IEEE 802.3ch标准)中采用实施了屏蔽的STP(Shielded Twisted Pair)电缆的配置。由于STP电缆被认为具有较高的抗噪声性能,IEEE 802.3ch标准并未将搭载CMC规定为强制性要求。STP电缆确实是在UTP电缆上实施导体屏蔽而成,因此能够有效降低UTP电缆的弱点之一——来自双绞线的噪声辐射和外部噪声的影响。然而,仅仅使用STP电缆作为通信电缆并不能解决辐射噪声、共模噪声和ESD等问题。

图1 各标准中使用的电缆的传输速度和电缆规格

2. CMC在多千兆以太网中的作用

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