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 · 發表于 2021-10-20 11:02

在汽車傳感器的波形檢測應用中，有時候需要模擬各種汽車傳感器的輸出信號，用來驅動和監測對應的執行機構或者電路是否正常，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的任意波形信號發生器SIG852來編輯實現這兩個信號

我們用實測的標準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：

藍色波形是曲軸信號盤的波形，我們通過實物圖能看到，一圈是60個齒，其中會缺兩個齒，藍色的波形里，每個脈沖對應一個小齒，寬一點的那個就是缺的兩個齒。曲軸每分鐘是720轉，所以我們能輕松算出來，一秒鐘是12轉，每轉60個齒的脈沖的話，相當于曲軸信號是12*60=720HZ。但是每12HZ的位置出會出現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現。先做一個對應缺齒頻率的12HZ波形，如下圖所示，我們設置一個占空比3左右，這個占空比是計算好了缺齒兩個空位對應的寬度。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，我們通過加減運算功能里的功能很容易實現，我們把這個要反向的波形設置為X1：

然后點加減運算：

我們把剛才的波形，也就是X1，的系數改為-1，就相當于反向了，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，所以我們把常數項設為3，也就是波形變為-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，隨時保存文件是個好習慣，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，我們上面計算得知，頻率是720HZ，占空比一般是5%左右，這個根據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：

這個波形我們設置為X2，然后我們對X1和X2進行相乘：

我們會驚奇的發現，缺齒出現了。

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，就是用波形加減運算，我們把這個波形設置為X1，然后和前面一樣進行反向：

OK，我們得到了高低反向的波形了，和標準參考波形一樣了。曲軸盤的信號波形已經完成，我們還是及時存一下。

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：

然后點下圖中這個確定按鈕：

我們看到在高級標簽頁里，這個通道的波形已經設置好了：

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系，也有一些款脈沖寬度的不同，我們不知道數據，那應該怎么制作呢？這也不難不倒SIG852這個任意波形發生器，我們使用背景圖導入功能，把客戶的標準參考圖作為背景圖片導入進繪圖區的背景：

我們可以上下左右移動標準參考波形，也可以放大縮小，把它和我們已經做好的通道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，用鼠標畫波形，橙色就是我們用鼠標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域，右鍵選擇把這個區域設置成0，還是設置成鼠標當前所在位置的電壓：

經過一番局部框選設置，歪歪扭扭的橙色波形已經變成綠色的規范的方正的波形了：

我們點擊右下角綠色對勾按鈕就把這個綠色的波形設置到了B通道上，我們去看看，這下A,B通道的波形都設置好了：

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，可以隨時導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的軟件界面上點擊下載，循環輸出，就可以在LOTO虛擬示波器上看到對應的實際輸出波形了，如下圖的藍綠色和黃色波形：

一個自定義編輯波形就圓滿完成了。

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

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