旋轉(zhuǎn)傳感器的作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào),將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸,解碼控制器以獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)傳感器因其適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性好,被廣泛應(yīng)用于電機(jī)中,尤其是在新能源汽車中。隨著第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用,電機(jī)中的高頻噪聲越來越多。如何準(zhǔn)確觀察信號(hào)是否受到干擾,如何底部的噪聲成分,如何處理,都擺在工程師面前。今天,我們來談?wù)勑D(zhuǎn)傳感器的噪聲測(cè)試和分析。
那么怎樣確定噪音是真的還是探頭引入呢?
這是用兩種不同的探頭分別測(cè)試SIN和COS信號(hào)。從上面可以看出,C1和R1顯然比C2和R2的信號(hào)更干凈。這是因?yàn)樾D(zhuǎn)信號(hào)容易受到電機(jī)復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾,尤其是共模干擾,因?yàn)镾IN和COS都是通過差分走線的,所以很容易消除差分干擾,不容易消除共模干擾。因此,為了更真實(shí)地觀察它們的共模干擾是否真實(shí)存在,有必要使用共模抑制比更高的探頭進(jìn)行測(cè)試。
差分探頭的共模抑制比單端探頭好得多,但不同的差分探頭是不同的,所以我們將以下兩種差分探頭的共模抑制比進(jìn)行比較。
從上圖中可以看出,以下探頭顯然具有更高的共模抑制比。
當(dāng)面對(duì)共模干擾問題較大的環(huán)境時(shí),可以更真實(shí)地反映信號(hào)質(zhì)量,而無需通過猜測(cè)來判斷是探頭問題還是信號(hào)問題。當(dāng)我們知道信號(hào)有噪音時(shí),我們?nèi)绾沃涝肼曨l率的成分是什么?
為了判斷信號(hào)頻率成分,人們通常會(huì)想到通過FFT進(jìn)行分析的方法。然而,由于FFT的原理限制,它會(huì)有自然的缺陷。例如,分析頻率范圍只有采樣率的一半,頻率分辨率受記錄長(zhǎng)度的影響,這導(dǎo)致我們?cè)诜治鲱l域時(shí)需要設(shè)置大量的時(shí)間檔位來處理。
可以清楚地看到不同記錄長(zhǎng)度下的頻率分辨率。記錄長(zhǎng)度越大,分辨率越高。這些影響因素將大大提高我們分析頻域的難度。目前最方便的方法是在前端收集后對(duì)數(shù)字進(jìn)行變頻,然后進(jìn)行正交轉(zhuǎn)換。
最后得到頻譜有三個(gè)好處:
1.CF,SPAN,RBW可以不受采集波形長(zhǎng)度和采樣率的影響。
可進(jìn)行時(shí)頻域聯(lián)調(diào)
可對(duì)調(diào)制域進(jìn)行分析
通過這種全新的方法,我們將如何分析效果,下面的截圖大家也許一目了然。
通過上面的截圖,我們可以觀察到一些特殊點(diǎn):
同時(shí)觀察兩條路徑的頻譜
通過移動(dòng)波形下方的黃色方框,可以對(duì)不同時(shí)間的頻譜進(jìn)行分析,從而了解不同狀態(tài)下信號(hào)的噪聲頻譜狀態(tài)
調(diào)制信號(hào)可以解調(diào)調(diào)制信號(hào)
一旦通過頻譜分析找到信號(hào)作為噪聲成分,我們就可以使用示波器自帶的濾波器來有針對(duì)性地過濾信號(hào),這樣工程師就可以知道過濾效果,幫助工程師快速開發(fā)合適的過濾電路,而無需實(shí)際搭建濾波器電路。有兩種具體的方法可以實(shí)現(xiàn)。
首先:利用軟件生成濾波文件,在示波器上加載濾波文件,然后就可以過濾信號(hào)了。
二是直接使用示波器自帶的任意濾波器進(jìn)行濾波,因此在進(jìn)行信號(hào)噪聲分析時(shí),可采用上述三個(gè)步驟進(jìn)行處理,
用合適的探頭觀察真實(shí)信號(hào)
利用SPECTRUMview對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析,了解噪聲成分
使用合理的噪聲成分設(shè)計(jì)濾波器
審核編輯黃宇
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