Test und Messtechnik im Automotive-Bereich: EVM, Radar, Konnektivität und die Normen dahinter

Das moderne Fahrzeug ist ein fahrendes Netzwerk aus Sensoren, Funkmodulen und Hochgeschwindigkeitsdatenbussen. Jedes dieser Systeme muss fehlerfrei funktionieren, für sich und im Zusammenspiel mit allem anderen im Fahrzeug, was Test und Messtechnik im Automotive-Bereich zu einem der anspruchsvollsten Felder der Ingenieurarbeit macht. Von der Qualität eines Funksignals, gemessen als Error Vector Magnitude (EVM), bis zur Störfestigkeit eines Steuergeräts unter elektromagnetischer Belastung: Jedes Glied der Kette muss validiert werden.

Die Straße wahrnehmen: Radar und Lidar

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) sind auf präzise Wahrnehmung angewiesen. Automotive Radar- und Lidarsensoren speisen die Algorithmen, die ein Fahrzeug in seiner Spur und von Hindernissen fernhalten. Diese Sensoren zu testen bedeutet, bei Millimeterwellenfrequenzen zu arbeiten und zu bestätigen, dass die Detektionsleistung bei wechselnder Temperatur, Interferenz und realem Störhintergrund standhält. Das Erfassen dieser breitbandigen Signale erfordert Instrumente mit sehr hoher Bandbreite, wie das Keysight UXR Oszilloskop, das bis in die höchsten Frequenzbereiche reicht, die Automotive Radar heute nutzt.

Konnektivität und Signalqualität

Vernetzte Fahrzeuge stützen sich auf einen Stapel drahtloser Technologien, und jede davon muss eine strenge Qualitätsschwelle erreichen:

• 5G für Verbindungen mit hoher Bandbreite zum Netz und zur Cloud.
• UWB (Ultra-Wideband) für sichere digitale Schlüssel und präzise Positionsbestimmung im Innenraum.
• Massive MIMO auf der Infrastrukturseite, das prägt, wie Fahrzeuge in großem Maßstab verbinden.
• (C-)V2X für Vehicle-to-Everything-Kommunikation zwischen Fahrzeugen, Infrastruktur und anderen Verkehrsteilnehmern.

Das Testen der Error Vector Magnitude (EVM) steht hier im Mittelpunkt. EVM quantifiziert, wie weit ein gesendetes Signal von seinem Ideal abweicht, und ein schlechter EVM-Wert deutet auf Probleme hin, die Reichweite, Durchsatz und Zuverlässigkeit beeinträchtigen, lange bevor eine Verbindung ganz ausfällt. Das Erzeugen sauberer, reproduzierbarer Testsignale für diese Technologien ist die Aufgabe eines Vektorsignalgenerators wie des Rohde & Schwarz R&S SMW200A, während ein Signal- und Spektrumanalysator wie der R&S FSW die Modulationsqualität und EVM auf der Empfangsseite misst. Für analoge Quellen und Interferenzszenarien fügt ein analoger Signalgenerator wie der Keysight MXG ein weiteres Signal hinzu.

Die Netzwerke im Fahrzeug

Daten müssen auch im Inneren des Fahrzeugs zuverlässig fließen, nicht nur außerhalb:

• Automotive Ethernet trägt die hohe Bandbreite, die Kameras, Sensoren und Infotainment verlangen.
• CAN Bus und CAN FD (Flexible Data-rate): Ihr Test bleibt unverzichtbar für den Steuerverkehr, der Fahrzeuge seit Jahrzehnten antreibt und sich weiterentwickelt.

Die Signalintegrität zu prüfen und diese Busse zu decodieren ist klassische Oszilloskoparbeit. Ein Instrument wie das R&S RTO64 Oszilloskop übernimmt die Protokolldecodierung und die Integritätsprüfungen, die Automotive Ethernet und CAN FD verlangen.

Elektrifizierung und Batteriesysteme

Da Antriebsstränge elektrisch werden, wird der Battery Management Controller (BMC) zu einer der sicherheitskritischsten Komponenten im Fahrzeug. Die Validierung des BMC und der umgebenden Systeme erfordert präzise Messung von Spannung, Strom und Timing unter realistischer Last. Ein regeneratives Stromversorgungssystem wie das Keysight RP7972A kann Leistung sowohl liefern als auch aufnehmen, wodurch sich Batterien emulieren und Energie zurückgewinnen lassen, während Sie das Lade- und Entladeverhalten testen.

Normen und Konformität

Nichts davon erreicht die Produktion, ohne die einschlägigen Normen zu erfüllen. Das Automotive-Testing wird durch CISPR-Emissionsgrenzwerte, ISO-Prüfmethoden und die OEM-spezifischen Normen geregelt, die einzelne Hersteller darüber legen. Insbesondere das EMC testing entscheidet, ob eine Komponente mit allem anderen im Fahrzeug koexistieren kann, ohne Störungen zu verursachen oder zu erleiden. Ein EMI test receiver wie der R&S ESW44 misst Emissionen gegen diese CISPR- und ISO-Grenzwerte.

Das richtige Instrument, genau wenn Sie es brauchen

Automotive-Entwicklungsprogramme verlaufen in Phasen, und die Ausrüstung, die Sie während der Validierung brauchen, ist nicht immer die, die Sie sechs Monate später benötigen. Die Miete erlaubt es Ihnen, Spitzeninstrumente auf jede Projektphase abzustimmen, ohne Kapital in Hardware zu binden, die zwischen den Kampagnen ungenutzt bleibt. Sagen Sie uns, welche Automotive-Testaufgabe Sie angehen, und wir helfen Ihnen, die richtige Konfiguration festzulegen. Fordern Sie ein Angebot an, um zu starten.