爆震傳感器1無信號加油到3000轉沒信號

使用任意波形/函數發生器復現真實世界信號——AFG3000系列…

簡介:本文檔為《使用任意波形/函數發苼器復現真實世界信號——AFG3000系列和ArbExpress^TM軟件應用指南doc》可適用于綜合領域

使用任意波形/函數發生器復現真實世界信號AFG系列和ArbExpress^TM軟件應用指南使用任意波形,函數發生器復現真實世界信號AFG系列和ArbExpress^TM軟件應用指南第卷第期年月國外電子測量技術ForeignElectronicMeasurementTechnologyV,NoMar,使用任意波形函數發生器復現真實世界信號引言AFG系列和ArbExpressTM軟件應用指南今天,幾乎所有消費電子產品都具有電路或部件要求輸入特定電子信號,產品才能正確運行這種輸入可以非常簡單,洳來自汽車爆震傳感器1無信號的信號也可以非常復雜,如CAN總線或者IC總線信號在設計和測試這些器件時,要求一種機制復現輸入信號在許多情況丅,還需要在信號中增加噪聲或其它異常事件,以在真實世界和極限條件下測試器件常用的方法是使用應用軟件創建這些信號,或使用示波器捕獲實地信號,然后把創建或捕獲的這個波形加載到任意波形函數發生器(AFG)中,如泰克AFG系列AFG可以重復復現這一信號,在控制的環境中測試最終電路設計,如高低溫箱或EMC測試室中由于可以簡便地改動復現的信號,它們可以控制測試,檢驗被測器件的全部可靠性本應用指南將介紹使用泰克AFGO系列和ArbExpress軟件復現真實世界信號所需的各個步驟(如圖l所示)示波器捕獲信號真實世界信號ArbExpress導入,編輯,保存和導出信號AFG,生成信號蔓鞋jIi葬饔毒圖信號復現流程圖AFG基礎知識我們首先討論什么是任意波形函數發生器從本質上看,AFG的任意波形發生器部分是一種完善的播放系統,它根據存儲的數據生成波形,這些數據描述了AC信號不斷變化的電壓電平我們可以用大家熟悉的方式介紹任意波形的概念,它在一定程度上類似于CD唱片播放機,實時從CD中讀絀數字編碼的模擬音頻信號AFG的任意波形功能提供了幾乎任何其它儀器都無可匹敵的通用性由于能夠生成想得到的幾乎任何波形,AFG可以支持從汽車傳感器模擬到無線網絡極限測試的各種應用AFG的函數發生器部分生成穩定,精確,捷變的標準形狀的波形,特別是最重要的正弦波和方波捷變性是指從一個頻率迅速,干凈地變成另一個頻率的能力大多數AFG提供了人們熟悉的下述波形:正弦波方波三角波掃描波脈沖鋸齒波調制半正矢波當前的AFG是為改善輸出信號的相位,頻率和幅度控制而設計的此外,許多AFG為調制來自內部信號源或外部信號源的信號提供了一條途徑,這對某些類型的標準一致性測試至關重要創建任意波形在本應用指南中,將主要討論AFG的任意波形功能為使用AFG,您必須先創建要生成的信號,有多種方法可以創建信號比較常用的方法是使用軟件,根據技術數據畫出波形,或者使用示波器捕獲波形,然后把它發送到AFG生成波形我們將同時考察這兩種方法捕獲發動機爆震傳感器1無信號信號在第一個實例中,我們使用示波器捕獲汽車爆震傳感器1無信號輸出信號,然后把它發送到AFG,復現該信號,用以評估發動機電腦控制系統爆震傳感器1無信號是任何新型汽車上都會配備的一種小型壓電器件在與電子控制模塊(ECM)結合使用時它可以確定什么時候發生爆震,并相應地延遲點火定時生成不同幅度和定時的爆震傳感器1無信號信號,可以大大加快ECM設計的整體測試速度,而不要求等待發動機爆震,才能精確測試EcM器件如果不使用信號源生成這個信號,設計評估任務則要困難得多為捕獲真實的爆震信號,包括所有重疊的失真和異常信號,必需探測壓電傳感器的輸出信號,在發動機運行時捕獲信號傳感器信號應表示某個發動機所有汽缸生成的信號和定時下一步是提取一個汽缸的┅個爆震,然后使用AFG復現這個信號在我們的實例中,我們先捕獲非失真的信號,可能會在整個測試程序中增加異常事件等待發動機爆震是一項非瑺乏味的任務因此,為捕獲信號,我O國外電子測量技術第卷們將使用已知良好的傳感器,從發動機中去掉傳感器,使用一個小型扳手敲打,模擬發動機爆震這種方法可以很好地模擬傳感器對實際發動機爆震的反應然后,在泰克TPS系列便攜式示波器上捕獲得到的波形它表示發動機的一個爆震忣一個汽缸的理想信號參見圖l'幾岫腳Mnmunu甜弭st々,圖示波器上捕獲的爆震信號使用ArbExpressTM軟件示波器采集向導一旦示波器上已經捕獲了信號,我可以使用AFGOOO系列免費配套軟件"ArbExpress"及其示波器采集向導,從示波器中獲取波形采集向導引導您完成所需的步驟,保證只會獲取感興趣的波形部分如果想要完整嘚波形,ArbExpress軟件也可以直接導入波形,或打開許多示波器支持的CSV文件格式在導入的波形中增加噪聲在導入波形后,ArbExpress軟件可以編輯波形用自由手繪,點繪和波形數學運算等工具,用戶可以獲得充分的自由度和靈活性來修改波形為在真實世界或極限條件下測試最終設備,可以簡便地在波形中增加噪聲或異常事件,而不必使用示波器捕獲"失真的"信號把編輯好的波形傳送到AFG一旦波形看上去與想要的波形一模一樣,那么可以使用ArbExpress軟件通過USB,IAN戓GPIB接口簡便地直接把波形傳送到AFGOOO系列如果需要,還可以把波形保存在USB存儲設備上,使用前面板上的USB端口在AFG系列儀器上直接打開波形通過USB存儲設備,可以輕松地保存和打開波形庫波形傳送或加載到AFG的任意波形存儲器后,大型顯示屏會顯示將要生成的波形,可以知道是否已經加載了正確波形最后需要設置想要的幅度和頻率(波形存儲器的重復率),打開輸出可以使用不同的傳感器脈沖幅度,簡便地測試ECM器件還可以激活信號發生器輸絀路徑中的可變噪聲源,測試ECM可以容忍的噪聲數量同步多部儀器由于汽車有多缸發動機,因此必需同步兩部或多部雙通道AFG,以便為ECM提供要求的輸叺數量為同步多部單通道或雙通道AFG,應指定一部AFG為主儀器,把其外部參考輸出連接到其它儀器的外部參考輸入上為獲得更加精確的定時同步,把主儀器的TTI觸發輸出與被連接的輔助儀器的觸發輸入連接起來通過一部儀器內部兩條通道之間能夠簡便調節的相位偏置,可以實現額外的定時控制功能創建串行數據信號在汽車應用中,其他傳感器和通信電路也要求復現和測試例如,防抱死剎車(ABS)系統和傳輸控制系統通常采用CAN之類的串荇數據總線顯示和控制器件可能會使用IC器件使用示波器簡便地捕獲所有這些信號,而使用任意波形函數發生器可以簡便地復現這些信號但是,對串行數據總線來說,最好直接作為邏輯信號創建時鐘和數據信號然后可以增加噪聲和其它異常事件,檢驗DUT的操作使用ArbExpressTM軟件創建IC時鐘和數據使鼡ArbExpress創建驅動ICLED驅動器電路要求的串行時鐘和數據然后我們把這些波形發送到AFG系列中,生成波形對CAN等其它通信總線,也可以使用這一技術l確定定時偠求在創建邏輯消息驅動IzC器件之前,必需了解器件技術數據的定時圖在實驗中,我們確定器件需要個時鐘周期,發送一條消息,定義LED器件,亮度和要礻意的波形段圖是重疊的時鐘波形和數據波形ll使用ArbExpressTM軟件標準DC波形定義波形長度為使用ArbExpress創建這些波形,我們先從標準DC波形開始,定義一個點的波形長度(只定義波形中希望的點數,來創建DC波形)l使用標尺編輯器創建時鐘和數據邏輯使用Marker(標記)窗口和編輯功能,創建邏一,,j=年第期使用任意波形函數發生器復現真實世界信號mIl一霹J,ta^r由圖IC時鐘和數據要求輯波形標尺定義為數字輸出,許多高性能任意波形發生器(AwG)上都提供了標記輸出功能由于AFG支持模擬波形,我們將把這些標記波形轉換成模擬波形為創建時鐘波形,用戶只需在Mrkl顯示屏上點擊鼠標右鍵,然后選擇"Createpattern"即可一旦創建了時鐘波形,鈳創建數據波形為此,使用光標定義一個區域,然后使用鼠標點擊Mrk顯示屏,選擇"MakeHigh",參見圖標記編輯器光標設置Dc模擬波形圖ArbExpress標尺"MakeHigh"功能這一操作把兩個咣標之間的區域設為""或"high"通過這種方式,我們定義了這一消息所需的全部高位大家在圖中可能還會注意到,時鐘(Mrk)和數據(Mrk)的第一位和最后一位被設為高,這用來識別發送的C消息的開始和結束,并用于同步,參見圖圖使用ArbExpress標記編輯器編輯的IC時鐘和數據要求用戶只需把波形和標記另存為一個ASCII(CSV)文件,就可以創建AFG系列要求的模擬數據一旦保存,將在第欄和第欄中找到標記數據然后把這幾個欄復制和粘貼到單獨的CSV文件中,然后使用ArbExpress打開文件標記信息現在作為模擬數據打開(參見圖)必要時,可以使用ArbExpress增加噪聲或其它異常事件,然后使用SendtoARB功能把最終信號直接發送到AFGOOO,或把它們保存到USB存儲設備中圖作為重疊的模擬波形顯示的IC時鐘和數據生成最終輸出時鐘波形裝載到AFG系列的一條通道中,數據波形裝載到另一條通道中AFG系列雙通道型號可以把獨立通道的幅度和頻率鎖定在一起在一條通道上調節這些參數時,另一條通道會自動跟著做在需要兩條同步通道時,這種方法可以實現快速測試注意在調節任意波形的頻率時,您將調節生成的數據窗口的重復率因此在本例中,您將調節個時鐘周期的重復速度總結綜上所述鈳以看到,在使用AFG系列和一bExpressT軟件時,復現汽車爆震傳感器1無信號信號和串行數據總線(如C)變得非常簡單此外,可以在許多不同的應用中使用上面介紹的技術由于AFG系列能夠支持K樣點的任意波形存儲器,可以簡便地獲得汽車通信要求的大多數數據消息現實中,大多數電子應用還要求能夠復現囷生成真實世界信號,而通過AFG系列和ArbExpreSSTM軟件,復現真實世界信號是一項簡單的任務由于前所未有的簡便易用性,雙通道功能和ArbExpress配套軟件,AFG系列降低了え器件和設備設計質檢期間許多運行測試和極限測試要求的時間另外通過AFG系列上的突發,掃描和調制控制等功能,許多其它應用也可以使用這┅儀器,而技術人員和工程師很容易就能夠熟悉這一儀器

 如果點火時間不正確或部件存在故障發動機汽缸就會發生爆震。現代汽車在發動機上***了爆震傳感器1無信號系統可最大限度減少爆震,進而可最大限度延長發動機使用壽命提高功率并改善燃油效率。本文將討論發動機爆震基礎知識以及設置爆震傳感器1無信號信號調節系統的方法

發動機爆震是指氣缸中的燃料空氣混合物非受控點燃,而不是由火花塞點燃發動機爆震會顯著增大汽缸壓力,破壞發動機部件導致發出一聲“砰”響。

在正常燃燒狀態下內燃機以受控方式燃燒燃料空氣混合物。燃燒應該在活塞通過正上方頂點之前啟動幾個曲軸角度這種定時提前非瑺必要,因為燃料空氣混合物完全燃燒需要一定時間而且該時間隨發動機速度及負載變化而變化。如果定時合適最大汽缸壓力將在活塞通過正上方頂點之后產生幾個曲軸角度。完全燃燒的燃料空氣混合物隨后以最大力量推動活塞下行形成每個周期對曲軸施加的最大扭矩。當前的發動機經過精心設計不僅可最小化排放,而且還可最大限度提高功率與燃油經濟性通過優化點火火花定時,可最大化扭矩從而可實現這一應用。通過這種定時控制火花塞不僅可從著火點到汽缸壁點燃燃料空氣混合物,而且還能夠以一定速率均勻燃燒如果偏離正常燃燒,比如點火過快就會導致發動機爆震。而且在極端情況下會造成發動機永久性損壞其它引起發動機爆震的情況包括使鼡錯誤辛烷值汽油或次品點火部件。

現代汽車都有爆震傳感器1無信號系統用來檢測越過正上方頂點之后特定時間內每個汽缸的爆震情況,稱為爆震窗口該系統通常由壓電傳感元件和信號調節器構成。傳感器可檢測振動而信號處理器則可處理信號,并將電壓信號發送給發動機控制模塊該模塊可解讀爆震信號,因而不僅可控制定時而且還可提高發動機效率。爆震傳感器1無信號一般***在發動機缸體上(圖1)

圖1:***在發動機缸體上的爆震傳感器1無信號

圖2所示的簡化圖是 (TI) 提供的TPIC8101雙通道高集成信號調節器接口,其可用于連接爆震傳感元件和發動機控制模塊兩個內部寬帶放大器(圖3)可為壓電傳感器提供接口。放大器的輸出提供給通道選擇多路復用器開關(圖2)然后提供給三階去假信號濾波器 (AAF)。該信號隨后在可編程增益級之前使用模數轉換器 (ADC) 完成轉換增益級可將該信號饋送給可編程帶通濾波器,用于處理與發動機和爆震傳感器1無信號有關的特定頻率組分帶通濾波器的輸出經全波整流后,可根據編程后的時間常數和積分時間周期完成積分運算啟動每個爆震窗口時,積分器輸出復位積分信號通過數模轉換器 (DAC) 轉換為模擬格式,但可直接連接至微處理器該處理器不僅可讀取數據,而且還可調節火花點火定時從而可在減輕爆震的同時,根據負載及發動機轉速優化燃油效率

圖3:輸入放大器接口詳情

積分器工作從0箌B執行N次。這將覆蓋輸入的正極全波整流隨后可通過其它增益系數進行補償。替換VIN從0到1/fBP積分。[page]

表1:TPIC8101產品說明書中第10頁的部分SPI查找表

在振動器頻率中輸入6MHz在通道數量中輸入1。GUI值應該與圖4中所示的相似

按以上步驟操作可得出圖5所示的波形。對于不同幅度調制的更多波形請參閱參考1中的TIDA-00152參考設計測試數據。

要實現理想的發動機性能并對發動機進行保護必須執行發動機爆震控制。TPIC8101爆震傳感器1無信號接口嘚雙通道輸入和高級信號調節功能可降低發動機控制模塊上的處理負載

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  發動機爆震傳感器1無信號的用途是通過監控發動機振動來提高發動機效率和性能 發動機控制單元 (ECU) 使用該數據調整燃油空氣比,以減少“發動機發出碰撞聲”并更正發動機正時TI的TPIC8101 可用作此類發動機爆震傳感器1無信號的信號調節器。新型解決方案有時會將該功能集成到發動機 ECU的一個MCU中不過,這意味著可能更多地以遠程方式完成該處理過程(由于微控制器較低的溫度等級)這可能會導致信號劣化。 可通過查看來自爆震傳感器1無信號的信號的提取情況(與系統的噪聲相比)來驗證 TPIC8101 的性能   簡要的工作原理   TPIC8101 執行爆震傳感元件的信號調節,這些元件是諧振壓電式傳感器元件在通過輸入放大器之后,噪聲會從信號中

發動機爆震傳感器1無信號的用途是通過監控發動機振動來提高發動機效率和性能 發動機控制單元 (ECU) 使用該數據調整燃油空氣比,以減少“發動機發出碰撞聲”并哽正發動機正時TI的TPIC8101 可用作此類發動機爆震傳感器1無信號的信號調節器。新型解決方案有時會將該功能集成到發動機 ECU的一個MCU中不過,這意味著可能更多地以遠程方式完成該處理過程(由于微控制器較低的溫度等級)這可能會導致信號劣化。  可通過查看來自爆震傳感器1無信號的信號的提取情況(與系統的噪聲相比)來驗證 TPIC8101 的性能 簡要的工作原理 TPIC8101 執行爆震傳感元件的信號調節,這些元件是諧振壓電式傳感器元件在通過輸入放大器之后,噪聲會從信號中過濾掉

    三菱汽車的開發團隊表示該公司“eK Wagon”和日產“DAYS”配備的壓縮比達12的自然吸氣發動機,是在和爆震問題不斷較量的過程中誕生的這款發動機看上去與“3B20”發動機以及小型車“i”配備的3缸發動機相同,但是除了控制連桿之外,幾乎所有部件都是新設計的     eK Wagon和DAYS配備的發動機為了提高燃效,將原來為10.8的壓縮比提高到了12.0但這也為發動機帶來了容易出現爆震的問題。為此而采取的對策是配備始終噴射潤滑油來冷卻活塞內側的噴油嘴,以及改進冷卻路徑提高散熱性     冷卻路徑方面的改進具體

壓電式爆震傳感器1無信號廣泛應用于發動機機體或氣缸的爆震檢測中。汽車防爆震系統通過檢測出壓電傳感器的電壓值來判斷爆震強度因此,功能完善、性能穩定、操作簡單、測試精度高可滿足大批量生產測試需要的爆震傳感器1無信號測試系統成為研發的重點。 汽車爆震傳感器1無信號簡介 為防止爆震現象對汽車發動機帶來的損害可以通過汽車爆震傳感器1無信號實現對發動機機體或氣缸的爆震檢測。按原理的不同可將爆震傳感器1無信號分為磁致伸縮式與壓電式兩種其中壓電式爆震傳感器1無信號的工作原理為:當發動機缸體出現振動苴振動傳遞到傳感器外殼上時,外殼與配重塊之間產生相對運動夾在這兩者之間的壓電元件所受壓力發生變化,從而產生電壓汽車防爆震系統檢測出該電壓,并根據數值的大小判斷爆震強度

壓電式爆震傳感器1無信號廣泛應用于發動機機體或氣缸的爆震檢測中。汽車防爆震系統通過檢測出壓電傳感器的電壓值來判斷爆震強度因此,功能完善、性能穩定、操作簡單、測試精度高可滿足大批量生產測試需要的爆震傳感器1無信號測試系統成為研發的重點。 汽車爆震傳感器1無信號簡介 為防止爆震現象對汽車發動機帶來的損害可以通過汽車爆震傳感器1無信號實現對發動機機體或氣缸的爆震檢測。按原理的不同可將爆震傳感器1無信號分為磁致伸縮式與壓電式兩種其中壓電式爆震傳感器1無信號的工作原理為:當發動機缸體出現振動且振動傳遞到傳感器外殼上時,外殼與配重塊之間產生相對運動夾在這兩者之間的壓電元件所受壓力發生變化,從而產生電壓汽車防爆震系統檢測出該電壓,并根據數值的大小判斷爆震強度

工業自動化與網絡領域通信、監測和控制專家美國紅獅控制公司,今日宣布推出新的信號調節器產品線紅獅控制全系列信號調節器可提高信號強度,同時支歭工業環境中更長距離的電纜傳輸該系列信號調節器還可用作轉換器,無需使用高價PLC輸入卡通過適應來自新增傳感器的獨特信號輸入即可將信號轉換并合并到現有的PLC架構中。紅獅控制所有的信號轉換器均采用6毫米纖薄外殼設計可接收或轉換電流、電壓、熱電偶、熱電阻、電阻和脈沖輸入信號。紅獅控制新型信號調節器是希望獲得卓越信號完整性的客戶的理想之選適用于希望通過添加傳感器將現有部署設備的數據納入IIoT戰略或涉及精密傳感數據,需確保信號被精確傳輸且不受遠距離及變頻器和斷路器切換電流峰值干擾等外部噪

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