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汽車(chē)爆震傳感器如何選?數據告訴你

作者: 時(shí)間:2016-12-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
發(fā)動(dòng)機爆震傳感器的用途是通過(guò)監控發(fā)動(dòng)機振動(dòng)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機效率和性能。 發(fā)動(dòng)機控制單元 (ECU) 使用該數據調整燃油空氣比,以減少“發(fā)動(dòng)機發(fā)出碰撞聲”并更正發(fā)動(dòng)機正時(shí)。TI的TPIC8101 可用作此類(lèi)發(fā)動(dòng)機爆震傳感器信號調節器。新型解決方案有時(shí)會(huì )將該功能集成到發(fā)動(dòng)機 ECU的一個(gè)MCU中,不過(guò),這意味著(zhù)可能更多地以遠程方式完成該處理過(guò)程(由于微控制器較低的溫度等級),這可能會(huì )導致信號劣化??赏ㄟ^(guò)查看來(lái)自爆震傳感器的信號的提取情況(與系統的噪聲相比)來(lái)驗證 TPIC8101 的性能。

簡(jiǎn)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(guò)輸入放大器之后,噪聲會(huì )從信號中過(guò)濾掉(將一個(gè)帶通濾波器集中在傳感元件的中心頻率上)。隨后對信號進(jìn)行整流和集成。然后可以使用數字方式或通過(guò)模擬信號傳輸該輸出。ECU 監控該信號的強度以確定爆震發(fā)生的時(shí)間。


圖 1:TPIC8101內部方框圖

爆震傳感器信號調節器的目的之一是抑制所有帶外噪聲,因為發(fā)動(dòng)機已經(jīng)是固有的噪聲環(huán)境。因此,系統提供的信噪比 (SNR) 非常重要。具體而言,帶通濾波器決定從系統抑制噪聲的情況。要測量帶通濾波器的性能,必須執行以下步驟。

1.選擇帶通濾波器中心頻率、集成時(shí)間常數、放大器增益和集成時(shí)間窗口等參數。必須根據系統級要求設置這些參數,也可以使用表 1 中示例測試設置中的值。
2.使用函數發(fā)生器以指定的頻率和振幅生成正弦波,以模仿爆震傳感元件的輸出。
3.記錄信號的峰值電壓。
4.調整輸入信號的頻率并重新測量信號。

然后將生成輸出電壓圖(相對于輸入頻率),通過(guò)該圖可以查看帶通濾波器的相對 SNR 值。

測試數據

該測試數據將 TPIC8101 與競爭對手的器件進(jìn)行比較,以顯示帶通濾波器中的差異如何影響器件性能和 SNR。 TI 器件和競爭對手的器件是按照與表 1 相同的方式進(jìn)行配置的。



SNR 的公式為:



表2顯示了各種頻率輸入信號的輸出信號振幅的測試數據。 已對每個(gè)器件的帶通濾波器進(jìn)行編程,使其具有6.94kHz 的中心頻率,因此應抑制遠離該中心頻率的輸入信號。




圖 2:測試結果–與競爭產(chǎn)品的振幅比較(相對于頻率)

總結

帶通濾波器是 TPIC8101 的關(guān)鍵組件??梢暂p松對其進(jìn)行測試,并可將其用作兩個(gè)類(lèi)似器件之間的基準測試對比。測試數據顯示 TPIC8101 的帶通濾波器可以很好地抑制噪聲,效果優(yōu)于競爭產(chǎn)品。


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