泰矽微（Tinychip Micro）近日宣布推出国内首款车规级无变压器直驱超声波雷达芯片TCAU33，进一步完善和加强传感方向的车规产品布局，TCAU33实现了供应链全国产化，不但填补了该类产品的国内空白，且较现有同类产品具有更简单的外围电路、更高的性能参数和更高的性价比。
超声波雷达，也叫倒车雷达。它的工作原理是利用超声波发射装置向外发射超声波，遇到障碍物产生反射，接收器接收到回波并计算发射时刻和接收时刻的时间差来测算距离。超声波雷达防水、防尘、抗污，即使有少量的泥沙遮挡也不影响。探测范围在0.1～7米之间，而且精度较高，因此非常适合近距障碍物检测。主要用于停车辅助、自动泊车或辅助智驾的场景。泰矽微本次推出的TCAU33为“直接驱动”型超声波雷达芯片，借助泰矽微自主知识产权的nV级超低噪声PGA，高精度ADC以及内部集成的电荷泵升压电路，可免除外围大体积变压器和储能电容，无论是PCB空间还是系统成本都具有明显优势，充分满足当下汽车降本的强烈需求。由于单车用量较多，整体降本效果非常显著。
TCAU33产品特性
- 工作电压6V～18V，40V抛负载
- 无变压器直接驱动超声变送器，±15V-±31V可调输出交流驱动电压
- 测量距离：0.12m～4m
- 驱动频率范围：30 KHz~83 KHz
- 可调驱动脉冲个数：4~32
- 支持直接和间接测量模式
- nV级低噪声可调增益PGA
- 环境噪声测量功能
- 诊断功能
- 余振时间和频率检测
- 高压双向IO接口通讯接口或模拟回波包络输出
- 可调余振消除脉冲和阻尼
- 芯片内部温度检测，温度精度：+/- 6°C
- QFN-20，4mm*4mm封装
温度范围满足AEC-Q100: Tj-40°C-125 °C
TCAU33产品和方案优势
- 单芯片方案，极简的外围器件数量节省整体BOM成本（图2）
图1 TCAU33 典型应用
- 产品设计阶段充分考虑EMC要求，很少外围器件即可满足汽车EMC，包括ISO7637、ISO16750、ISO11452和CISPR25等相关EMC标准的测试
无变压器直接驱动，不需要大体积的变压器和大容量储能电容（图3）
A.有变压器方案，需要大体积变压器和储能电容，器件需双面放置，体积大，成本高
B.无变压器直驱方案，无需变压器和储能电容，器件放在单面，体积小，成本低
图2 变压器驱动和无变压器直驱方案对比
- 高级模拟和数字信号处理电路实现精确的近距和远距检测
- 待发波状态变送器无直流偏压，延长探芯使用寿命，免除外部高压隔离电容
- 快速阻尼方案缩短近距离测量范围，最短12cm距离
- 完善的故障诊断功能包括过压、过流、过热、探芯开路短路等
完善的上位机工具方便调试和数据标定
图3 近距测量波形
（CH1-橙色IO接口通讯回波指示，CH2-绿色为探芯驱动电压）
图4 远距测量波形
（CH1-橙色IO接口通讯回波指示，CH2-绿色为探芯驱动电压）
典型应用场景
- 辅助泊车超声波雷达
- 压电按键检测
液位测量
生态与工具支持
泰矽微已开放针对TCAU33的芯片评估、测试及生产的软硬件平台和各类工具，提供一站式服务。
欢迎通过sales@tinychip.com.cn索取详细资料和信息。
图5 性能调优和标定上位机软件
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