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泰克高压差分探头在旋变传感器测试中的应用

  发布时间: 2021-07-12      浏览量:325
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       旋变传感器的作用是检测转子位置信号,并把该信号转化为电信号传递,给控制器进行解码获得转子转速,旋变传感器由于适应性强,可靠性好,在电机中应用非常广泛,特别是在新能源汽车里面尤其多,随着第三代半导体的应用,在电机中所具有的高频噪声越来越多,如何准确观察到信号是否被干扰,如何盘底其噪声成分,以及如何处理就摆在了工程师们面前,那我们今天就来聊聊旋变传感器的噪声测试和分析。

       那如何确定噪声是真的还是探头引入的呢?如下图:

泰克高压差分探头.png

       这是利用两种不同探头分别测试SIN和COS信号,从这张图上面大家可以看到C1和R1测到的信号明显要比C2和R2的信号更干净,这是因旋变信号由于其特殊位置导致其很容易受到电机复杂电磁环境的干扰,尤其是共模干扰,因为SIN和COS都是通过差分走线,所以差分的干扰很容易被消除,共模干扰不容易被消除,所以为了能够更真实的观察其共模干扰到底是不是真实存在的,就需要使用共模抑制比更高的探头来进行测试。

       差分探头的共模抑制比一般比单端探头好很多,但是不同的差分探头也不一样,那么我们比较以下两种差分探头的共模抑制比。

 差分探头.png

   从两张图中可以看到下面这个探头明显共模抑制比更高


图片.png

图片.png

       那在面对共模干扰问题比较大的环境的时候更能真实反映信号质量,而不需要去通过猜测来判断到底是探头问题还是信号本来的问题,那当我们知道信号有噪声的时候我们怎么知道噪声频率成分是什么样的呢?

       为了判断信号频率成分,一般大家想到的办法就是通过FFT来进行分析,但是FFT由于其原理限制,导致他会有天生的缺陷,比如分析频率范围只有采样率一半,频率分辨率受记录长度影响,这就导致我们在进行频域分析的时候需要将时间档位设置很大才能处理,如下图所示:


高压差分探头.png

泰克高压差分探头.png


       从上图可以很明显的看到不同记录长度下的频率分辨率,记录长度越大,分辨率越高,这些影响因素会极大的提高了我们进行频域分析的难度,而目前最方便的方式就是在前端采集之后就进行数字下变频,然后进行正交转化。

       最终得到频谱,这样有三个好处:

       1. CF,SPAN,RBW都可以不受采集波形长度和采样率影响

       2. 可以进行时频域联调

       3. 可以进行调制域分析

       我们通过这个全新的方法来进行分析的效果如何呢,下面的截图大家可能就一目了然了。


泰克高压差分探头的应用.png


        通过上面的截图我们可以观察几个特殊的点:

        1. 同时观察两路的频谱

        2. 可以通过移动波形下方的黄色方框,来分析不同时刻的频谱,从而知道信号在不同状态下的噪声频谱状况

        3. 可以对调制信号进行解调

        一旦通过频谱分析找到了信号做具有的噪声成分之后,我们就可以利用示波器自带的滤波器对信号进行有针对性的滤除,这样就不需要工程师来实际搭建滤波器电路,就可以知道滤除效果,从而帮助工程师快速开发合适的滤波电路。具体实现有两种方式。

        第一种方式:利用软件生成滤波文件在示波器上面加载滤波文件,即可对信号进行滤波。

        第二种方式就是直接使用示波器自带的任意滤波器进行滤波,所以我们在做信号噪声分析的时候都可以采用以上三步来进行处理,

        1. 用合适探头观察到真实信号

        2. 利用SPECTRUM view进行信号解析,知道噪声成分

        3. 利用噪声成分设计合理的滤波器

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