旋轉傳感器的作用是檢測轉子位置信號,將信號轉換成電信號傳輸,解碼控制器以獲得轉子轉速。旋轉傳感器因其適應性強、可靠性好,被廣泛應用于電機中,尤其是在新能源汽車中。隨著第三代半導體的應用,電機中的高頻噪聲越來越多。如何準確觀察信號是否受到干擾,如何底部的噪聲成分,如何處理,都擺在工程師面前。今天,我們來談談旋轉傳感器的噪聲測試和分析。
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試SIN和COS信號。從上面可以看出,C1和R1顯然比C2和R2的信號更干凈。這是因為旋轉信號容易受到電機復雜電磁環境的干擾,尤其是共模干擾,因為SIN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,為了更真實地觀察它們的共模干擾是否真實存在,有必要使用共模抑制比更高的探頭進行測試。
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。
當面對共模干擾問題較大的環境時,可以更真實地反映信號質量,而無需通過猜測來判斷是探頭問題還是信號問題。當我們知道信號有噪音時,我們如何知道噪聲頻率的成分是什么?
為了判斷信號頻率成分,人們通常會想到通過FFT進行分析的方法。然而,由于FFT的原理限制,它會有自然的缺陷。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度的影響,這導致我們在分析頻域時需要設置大量的時間檔位來處理。
可以清楚地看到不同記錄長度下的頻率分辨率。記錄長度越大,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數字進行變頻,然后進行正交轉換。
最后得到頻譜有三個好處:
1.CF,SPAN,RBW可以不受采集波形長度和采樣率的影響。
可進行時頻域聯調
可對調制域進行分析
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:
同時觀察兩條路徑的頻譜
通過移動波形下方的黃色方框,可以對不同時間的頻譜進行分析,從而了解不同狀態下信號的噪聲頻譜狀態
調制信號可以解調調制信號
一旦通過頻譜分析找到信號作為噪聲成分,我們就可以使用示波器自帶的濾波器來有針對性地過濾信號,這樣工程師就可以知道過濾效果,幫助工程師快速開發合適的過濾電路,而無需實際搭建濾波器電路。有兩種具體的方法可以實現。
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了。
二是直接使用示波器自帶的任意濾波器進行濾波,因此在進行信號噪聲分析時,可采用上述三個步驟進行處理,
用合適的探頭觀察真實信號
利用SPECTRUMview對信號進行分析,了解噪聲成分
使用合理的噪聲成分設計濾波器
審核編輯黃宇
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