【導讀】汽車爆震傳感器主要用途就是為了通過監(jiān)控發(fā)動機的振動，從而提高發(fā)動機的性能和發(fā)動機的效率。但是什么樣的爆震傳感器才能實現(xiàn)最佳性能和效率？本文從數據分析中得出如何才能選擇最佳的爆震傳感器。通過爆震傳感器的信號提取情況來驗證發(fā)動機的性能。
發(fā)動機爆震傳感器的用途是通過監(jiān)控發(fā)動機振動來提高發(fā)動機效率和性能。 發(fā)動機控制單元 (ECU) 使用該數據調整燃油空氣比，以減少“發(fā)動機發(fā)出碰撞聲”并更正發(fā)動機正時。TI的TPIC8101 可用作此類發(fā)動機爆震傳感器的信號調節(jié)器。新型解決方案有時會將該功能集成到發(fā)動機 ECU的一個MCU中，不過，這意味著可能更多地以遠程方式完成該處理過程（由于微控制器較低的溫度等級），這可能會導致信號劣化。 可通過查看來自爆震傳感器的信號的提取情況（與系統(tǒng)的噪聲相比）來驗證 TPIC8101 的性能。
簡要的工作原理
TPIC8101 執(zhí)行爆震傳感元件的信號調節(jié)，這些元件是諧振壓電式傳感器元件。在通過輸入放大器之后，噪聲會從信號中過濾掉（將一個帶通濾波器集中在傳感元件的中心頻率上）。隨后對信號進行整流和集成。然后可以使用數字方式或通過模擬信號傳輸該輸出。ECU 監(jiān)控該信號的強度以確定爆震發(fā)生的時間。
圖 1：TPIC8101內部方框圖
爆震傳感器信號調節(jié)器的目的之一是抑制所有帶外噪聲，因為發(fā)動機已經是固有的噪聲環(huán)境。因此，系統(tǒng)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(tǒng)抑制噪聲的情況。要測量帶通濾波器的性能，必須執(zhí)行以下步驟。1.選擇帶通濾波器中心頻率、集成時間常數、放大器增益和集成時間窗口等參數。必須根據系統(tǒng)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），通過該圖可以查看帶通濾波器的相對 SNR 值。
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測試數據
該測試數據將 TPIC8101 與競爭對手的器件進行比較，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。 已對每個器件的帶通濾波器進行編程，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。
表 2：測試數據
圖 2：測試結果–與競爭產品的振幅比較（相對于頻率）
結語帶通濾波器是 TPIC8101 的關鍵組件。可以輕松對其進行測試，并可將其用作兩個類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)于競爭產品。
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