如何模擬輸出凸輪軸和曲軸波形_用任意波形信號源SIG852？

ID:412156 · 發(fā)表于 2021-10-20 11:02

在汽車傳感器的波形檢測應(yīng)用中，有時(shí)候需要模擬各種汽車傳感器的輸出信號，用來驅(qū)動和監(jiān)測對應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者電路是否正常，這其中，曲軸和凸輪軸傳感器的輸出波形比較典型，我們根據(jù)一位客戶的需求，簡要的看下如何使用LOTO的任意波形信號發(fā)生器SIG852來編輯實(shí)現(xiàn)這兩個信號

我們用實(shí)測的標(biāo)準(zhǔn)的凸輪軸信號盤和曲軸信號盤的傳感器波形圖片作為參考，如下圖所示：

藍(lán)色波形是曲軸信號盤的波形，我們通過實(shí)物圖能看到，一圈是60個齒，其中會缺兩個齒，藍(lán)色的波形里，每個脈沖對應(yīng)一個小齒，寬一點(diǎn)的那個就是缺的兩個齒。曲軸每分鐘是720轉(zhuǎn)，所以我們能輕松算出來，一秒鐘是12轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)60個齒的脈沖的話，相當(dāng)于曲軸信號是12*60=720HZ。但是每12HZ的位置出會出現(xiàn)兩個脈沖寬度的缺齒。

怎么才能做出720HZ脈沖中每60個缺兩個脈沖呢？我們使用波形相乘的功能來實(shí)現(xiàn)。先做一個對應(yīng)缺齒頻率的12HZ波形，如下圖所示，我們設(shè)置一個占空比3左右，這個占空比是計(jì)算好了缺齒兩個空位對應(yīng)的寬度。我們會得到頻率12HZ左右的一個PWM脈沖波形：

然后我們需要把它高低電平反向一下，反向也很簡單，我們通過加減運(yùn)算功能里的功能很容易實(shí)現(xiàn)，我們把這個要反向的波形設(shè)置為X1：

然后點(diǎn)加減運(yùn)算：

我們把剛才的波形，也就是X1，的系數(shù)改為-1，就相當(dāng)于反向了，由原來的0~3V，變成了0~-3V，注意我們這個信號不能輸出為負(fù)，所以我們把常數(shù)項(xiàng)設(shè)為3，也就是波形變?yōu)?1*X1+3，也就是把高電平和低電平互換了，如下圖所示：

這個波形我們要一會兒用來做缺齒用，先存起來，點(diǎn)保存文件，把這個編輯好的波形存成文件，以免丟失了又要重新制作，隨時(shí)保存文件是個好習(xí)慣，如下圖所示：

我們存完了以后，把這個波形再次選為X1，后面需要它和另一個波形相乘，也就是曲軸盤小齒的那些波形。

接下來我們做720HZ的曲軸盤那些小齒的波形，我們上面計(jì)算得知，頻率是720HZ，占空比一般是5%左右，這個根據(jù)不同的車型可能會不同，我們不考慮缺齒，按不缺齒處理，可以如下生成：

這個波形我們設(shè)置為X2，然后我們對X1和X2進(jìn)行相乘：

我們會驚奇的發(fā)現(xiàn)，缺齒出現(xiàn)了。

不過和參考波形相比，我們還需要把高低電再平反一下。好習(xí)慣是，我們趕緊把這個中間成果存成文件保存一下。

這次高低電平反向也很簡單，我們前面用過了，就是用波形加減運(yùn)算，我們把這個波形設(shè)置為X1，然后和前面一樣進(jìn)行反向：

OK，我們得到了高低反向的波形了，和標(biāo)準(zhǔn)參考波形一樣了。曲軸盤的信號波形已經(jīng)完成，我們還是及時(shí)存一下。

目前我們只是編輯出來的曲軸的波形，如果要輸出，我們需要把這個波形選擇到哪個通道上，比如我們讓它在A通道輸出，我們就選擇通道A：

然后點(diǎn)下圖中這個確定按鈕：

我們看到在高級標(biāo)簽頁里，這個通道的波形已經(jīng)設(shè)置好了：

接下來我們來制作凸輪軸的波形。從參考圖中看到，凸輪軸和曲軸波形之間有一些位置關(guān)系，也有一些款脈沖寬度的不同，我們不知道數(shù)據(jù)，那應(yīng)該怎么制作呢？這也不難不倒SIG852這個任意波形發(fā)生器，我們使用背景圖導(dǎo)入功能，把客戶的標(biāo)準(zhǔn)參考圖作為背景圖片導(dǎo)入進(jìn)繪圖區(qū)的背景：

我們可以上下左右移動標(biāo)準(zhǔn)參考波形，也可以放大縮小，把它和我們已經(jīng)做好的通道A的曲軸波形對齊吻合了，那我們就可以直接在通道B上手繪這個凸輪軸的波形了：

我們選擇圖形手繪功能，用鼠標(biāo)畫波形，橙色就是我們用鼠標(biāo)描著參考波形的紅色波形畫的波形，如下圖所示：

手繪這種方正的波形肯定會歪歪扭扭，這個不要緊，大概畫一下就可以了，我們接下來用局部選擇功能來設(shè)置它，會讓它變得很方正：

如下圖所示：我們框選一個高電平或者低電平區(qū)域，右鍵選擇把這個區(qū)域設(shè)置成0，還是設(shè)置成鼠標(biāo)當(dāng)前所在位置的電壓：

經(jīng)過一番局部框選設(shè)置，歪歪扭扭的橙色波形已經(jīng)變成綠色的規(guī)范的方正的波形了：

我們點(diǎn)擊右下角綠色對勾按鈕就把這個綠色的波形設(shè)置到了B通道上，我們?nèi)タ纯�，這下A,B通道的波形都設(shè)置好了：

就是我們需要的按參考波形做出來的效果，我們趕緊把新作的B通道的波形也保存一下。

這樣波形的編輯過程就完成了，保存好的文件，可以隨時(shí)導(dǎo)入或者傳遞給別人使用。我們接下來開啟SIG852，連接上示波器，我們用的是LOTO虛擬示波器OSCA02，在SIG852的軟件界面上點(diǎn)擊下載，循環(huán)輸出，就可以在LOTO虛擬示波器上看到對應(yīng)的實(shí)際輸出波形了，如下圖的藍(lán)綠色和黃色波形：

一個自定義編輯波形就圓滿完成了。

SIG852這款定位低端低價(jià)的任意波形發(fā)生器，基于電腦軟件操作，功能可以非常強(qiáng)大和方便，后續(xù)還會不斷優(yōu)化和增加軟件功能，歡迎大家提供更多的應(yīng)用場景我們一起研究：

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