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我终于要重新研究夏尔巴人越野车了，以确定从怠速到更高的发动机转速期间，为什么闭合角会出现一个大约10°的波动。 首先需要考虑的是，由于真空或离心点火提前调节装置的存在，可能会使得分电器发生转动。 不幸的是，这辆车的真空点火提前调节装置的膜片有问题，真空室出现了泄漏，导致真空泵失效。 虽然如此，连续出现的进气歧管真空还是能克服膜片泄漏这个问题，进而让分电器旋转起来。 图1波形显示了在应用数学通道、滤波和图形处理之前的原始数据： 图1 原始数据 图2波形根据我们捕获的原始数据，绘制了真空点火提前调节装置与发动机转速、点火正时、闭合角这些相关参数的实时变化曲线。 我将WPS500X压力传感器（在D通道上）连接到了分电器真空管上，以绘制作用在真空膜片上的压力波形。发动机怠速时，我们暂时从膜片上拆下了真空管，将真空释放到大气当中。 图2 数学通道绘制波形 真空压力的变化肯定是非常显著的（即使在膜片泄漏的情况下）。 我们在A通道上使用了一个光学传感器，采集曲轴皮带轮信号。这样皮带轮每转一圈会产生一个脉冲，从而可以精确地表示发动机转速。需要注意的是，在给定一个点火正时的情况下，膜片处真空度变小时，发动机转速是下降的。 B通道显示的是一缸点火峰值电压的频率，也就是点火正时。可以留意下点火正时和发动机转速的对应关系。 在整个事件中，C通道上的闭合角保持恒定，这使我们得出一个结论， 分点器底板上的真空点火提前调节装置不会影响闭合角 。 下一步是确定在从怠速到WOT（节气门全开）的过程中，离心点火提前调节装置是否会影响闭合角。为此如图3所示，我们 使用Tx20 Torx六角套筒将分电器底板固定（真空装置失效） ，然后加速发动机从怠速到WOT。 图3 固定分电器底板 图4显示了发动机从怠速运行到WOT，然后又在分电器底板被固定的情况下回到怠速工况。 图4 闭合角变化曲线 从波形我们得出结论， 闭合角的变化与真空或离心点火提前调节装置无关 。 因此，闭合角的波动一定是分电器上某个部件造成的！ 之前我曾说过：“这个车辆运行良好，没有任何运行或正时问题，并且通过机械检查确认了轴的横向运动正常，无明显磨损”。 尽管车辆确实运转正常，但经过仔细检查发现，“无明显磨损”并不准确。 视频2中可以看到一个明显的横向运动，将断电器的触点间隙从0.381mm增加到了0.6096mm。 在视频3中可以看到，底板的“浮动”设计是如何使其与可变触头间隙这一特性相匹配的。 在视频4里，是一个新款Lucas分电器装置，也设计了一个与分电器轴类似的横向运动，可以将断电器的触点间隙从0.4064 mm调整到0.5588 mm。 对闭合角总结一下，基于分配器的设计以及从怠速到WOT期间发生的动态变化，我们使用PicoScope捕获的闭合角波动是确实存在的。因此，我们在此强调， 闭合角波动是传统点火系统的正常变化，而不是分电器轴轴承/衬套有故障或过度磨损 ，这也说明了传统点火系统不再适用于现如今车辆的原因。 关于B通道捕获气缸1的次级点火事件，我想回答一些可能会提到的问题。 我们如何计算点火正时？ 使用DeepMeasure功能，我们可以找到气缸1的每一个次级点火事件，同时还显示了每个点火事件之间的时间间隔。 在发动机处于怠速时，气缸1中每个点火事件之间的时间间隔应保持一致 。 但是， 当真空点火提前装置起作用时，时间间隔将减小 ， 这导致了点火频率升高以及点火正时提前。我们可以将旋转标尺放在曲轴正时位置上，以准确测量相对于曲轴皮带轮上的TDC标记的点火提前角。 图5 真空压力为-304mbar的点火正时 图6 无真空提前调节的点火正时 如何绘制点火事件波形？ 实际上，我们绘制了气缸1每次点火事件的波形。如果每次点火事件的时间间隔减小，则点火频率会增加，因此我们可以得出结论，点火正时有变化。 如果不是怠速工况，绘制次级点火电压的曲线会非常有挑战性。通常，次级点火波形在怠速时比较稳定，这有助于我们使用数学通道和深度测量。这是因为，如果要计算频率的话，我们需要一个清晰且精准的参考点。 图7 取2900V作为参考电压 如果要绘制峰值点火电压事件的频率波形，则不能使用0V作为参考点 。 这是因为，相邻气缸的运动和EMI（电磁干扰）会产生干扰。 为了解决这一问题，我们可以将信号的参考点提高到选定的电平以上（2900 V），因为只有气缸1的峰值点火电压才能达到此阈值。 要提高B通道的参考点，请使用数学通道freq（B-2900） 。 这适用于任何数学通道，因此零电压不再是计算信号频率的参考点了。（选择一个与您的信号相关的参考点。） 考虑到PicoScope可以检测到信号上的小偏差或毛刺，所以我之前提到绘制次级点火事件波形是很有挑战性的。图8中曲线发生偏离，出现了四个峰值也恰好证明了这点。 图8 次级点火频率波形 在这里，数学通道捕获到了次级点火电压频率的瞬时上升，从而导致曲线偏离出现波峰。请记住，这是在怠速工况下测得的，点火事件发生的频率应该是比较稳定的。

接下来要讲的内容可能并不适用于所有的用户，但我认为是值得分享的，因为我们可以在数据捕获的过程中分析所发生的事件，或者回顾一下点火波形。 我们经常被一些汽车爱好者、赛车团队和汽车维修团队问到关于“闭合角”的问题。当用户得知PicoScope没有测量“闭合角”这个功能的时候，他们往往会觉得不敢相信并且有些失落。 我完全理解他们的反应，作为一个有丰富经验的技术人员（包括我自己在内），每天都会使用万用表测量闭合角。那么为什么不在Pico示波器中加上这个功能呢？ 确切地说， 初级点火电路 的 闭合 角测量需要用到能够精确计算的数学工具 。 然而，问题就在于这个测量过程需要很高的技术，才能够捕捉到闭合事件并且分析数据。 早期发动机分析仪测量的是起动、怠速和发动机高转速下的平均闭合角，随着测量时间的增加，“平均值”的变化率和采样率是没那么准确的。然而，Pico示波器可以测量初级点火过程中每一次触点闭合事件，并将结果以图表或表格的形式呈现给用户。这听起来有点过犹不及，但确实揭示了一些我不知道的特征。 此处 闭合角定义为断电器触点闭合的时间 （ 初级点火电路通电），根据分电器轴转过的角度来计算表示。我们主要以4缸发动机为例，每个点火事件循环时间（以分配器轴转动的角度表示）是：分电器轴转动360° / 4个气缸 = 90°。 循环时间是指每次点火事件的总时间，或者用另一种说法来表示， 循环时间是 每次点火事件初级点火电流接通和断开的总时间 。 图1 循环时间 现在为了计算这个四缸发动机的闭合角，我们可以使用公式： duty（B）/ 100 *90 。 “占空比B”表示循环周期内信号为正的时间的百分比；除以100可将正占空比转换为十进制值；乘以90可以让软件显示闭合时间，例如： 6缸发动机（360°/6 = 60°），公式为duty（B）/ 100*60； 8缸发动机（360°/8 = 45°），公式为duty（B）/ 100*45。 这是一种比较少见的情况，公式中使用的是正占空比，我们测量的是电流而不是电压，因为这里的电流为数学运算提供了一个更稳定的信号。 如果你想使用初级电压的负占空比，我已经在A通道上采集了初级电压信号。使用以下公式也可以得到闭合角:duty（-A）/ 100*90。（要查看通道A，右键单击示波器网格，选择“A通道”） 图2 闭合角数学通道 我在前面提到了 使用数学通道计算闭合角 有一些 技术 要点 ，这就包括： 1 . 交流耦合的初级点火电流曲线（B通道）需要与0安培线有明显交点； 2. 对B通道进行低通滤波（4 kHz）,过滤掉多余的干扰，从而改善数学通道的波形（这是必不可少的）； 3. 增加样本数量（6百万个样本）可以提高数学通道的准确性，以确保得到准确的结果。 观察上面的波形，我们可以看到闭合角的一些偏差，怠速时约为46°，节气门全开（WOT）时约为36°（两者的偏差约为10°）。刚开始怀疑的是分电器轴的轴承/衬套会磨损，因此在较高的发动机转速下（从怠速到WOT期间）会产生偏差。 在下面的波形中，我已经包含了转速数学通道60/2 * freq（B），清楚地显示了 发动机转速的变化影响着闭合角的大小 。 图3 转速数学通道 但其实在这个阶段我无法确认闭合角的变化是由于分电器的磨损还是分电器中离心调节器的活动造成的。我所知道的是车辆运行良好，没有启动或正时问题，并且对横向稳定杆进行机械检查，确认没有明显的磨损。 我觉得有趣的是，在高转速下闭合角的偏差（大约10°）大约是曲轴规定的20°点火提前角的一半！这太巧合了，所以我将重新确认这辆车的点火提前角，同时还将研究由于分电器离心调节器的运动对闭合角的影响。 从理论上讲，闭合事件的频率会改变，但是占空比/闭合角应当保持不变。 由此可知，当分电器离心调节器改变断电器凸轮与分电器轴之间的位置关系时，闭合角将瞬间改变。 鉴于我们现在可以准确地测量每个点火周期，我们可能会发现一个一直存在但从未被捕捉的数据——“ 平均闭合角 ”。 使用Pico示波器的“Deep Measure”功能，我们可以深入研究每个点火周期，以分析占空比（以及闭合角）是如何在发动机高转速下变化的。 下面的波形突出显示怠速时负占空比的变化，之后是节气门全开时的数值。 要从“Deep Measure”中获得正占空比，请用100%减去下面突出显示的值。 图4 在怠速工况下的Deep Measure 图5突出显示怠速工况下的第83个循环，怠速工况下的负占空比大约为48%（正占空比为52%）。 图5 怠速下的第83个循环 图6 高转速下的Deep Measure 图7突出显示WOT工况下的第187个循环： 图7 高转速下的第187个循环 Deep Measure功能有助于确定WOT过程中的变化，当然这也还需要进一步的研究。对于分电器轴的轴承/轴瓦有磨损情况的汽车进行类似的测试将是很有用的，因为我们可以把测试结果与上述数据进行比较，进而分析判断问题。 你可能经常看到闭合角表示为46°或51%！其实两者只是用不同的单位表示同一个“事件”。 下面介绍如何 把这个 四 缸发动机的闭合角从46°转换为51% ： 我们知道360°/ 4 缸 = 90°。如果分电器轴的转动过程中90°有46°触点是闭合的（闭合角）。将闭合角度转换为百分比值：46°/ 90°*100 %= 51%。 51%也恰好是正占空比。请参考下面的波形，其中包括附加的“占空比（B）”的数学通道。 图8 占空比（B）数学通道 图9是一台1985年的沃克斯豪尔·阿斯特拉1.3S OHC发动机，采用传统的分电器，但是带有电子点火装置（发动机性能表现良好）。用Deep Measure功能测量得到时间标尺之间的初级点火电流的负占空比的变化，从怠速时为82%（18%正）到WOT时为65%（35%正）。 图9 阿斯特拉的负占空比 我们可以看到闭合角在怠速下极小（16.55°），在WOT时闭合角增大到27.08°。这与我们现在的机械式断电器触点完全相反，也体现出了点火系统在70年代和80年代的发展。 切记为B通道使用一个4 kHz低通滤波器，加载文件时请耐心等待，因为存在大量数据需要PC处理，并且应用了数学通道，滤波和深度测量等功能。

众所周知，Pico汽车示波器可以解码CAN Bus、LIN Bus协议，但好多人还不知道我们强大的Pico示波器还能解码SENT总线协议。本文将详细说明如何进行SENT协议的解码。 SENT 全称：Single Edge Nibble Transmission，是美国机动车工程师学会SAE推出的一种点对点的、单向传输的方案，被用来在汽车中的传感器和电子控制单元(ECU)之间传输高清传感器数据。传感器数据通过两个下降沿周期之间的一系列脉冲序列来传输。 1.布线 SENT总线仅需要一根信号线和5V电源导轨和地线。 2.信号传递 SENT用节拍（ticks）作为时间单位，一个节拍一般是3us。 SENT报文起始位是一个同步脉冲，该脉冲与后续的下降沿之间的时间间隔等效于56个时钟节拍。 同步脉冲之后，状态/通信半字节按照SENT格式传送状态和/或慢速通道数据位。 数据通过4个数据位为一个单元来传输，或称“半字节”。用半字节时，原始逻辑0时间是一个固定的5个或更多个节拍，跟着是可变周期的逻辑1。总半字节时间计算节拍单位中编码4位的数据。12个节拍= 二进制0000（16进制0），13个节拍= 二进制0001（16进制1），14个节拍= 二进制0010（16进制2）等等。在每条报文的尾部插入一个固定长度不超过1ms的暂停脉冲。 3.基于PicoScope的SENT解码 第一步是使用PicoScope获取感兴趣的SENT信号。然后从工具菜单中选择 串行解码 。 然后从可选择的协议表中选择SENT协议。 第二步在SENT确认对话框中选择PicoScope数据 输入通道 、 节拍时间 、 传感器类型 和其它需要的参数。 第三步点击 下一步 ，填写名称、选择显示格式和显示方式等，点击“完成”。 在PicoScope图形显示中查看解码发送信息。

我想提出一个关于PicoScope7新的译码器功能讨论。它已经推出一段时间，但你可能不知道这在汽车领域是扮演相当重要的角色。 正交译码器被用在转子位置传感器来转换关于旋转轴角度及方向的信息。 举例来说，它在电机上采用一对二进制的信号型式。 这种传感器已经在电机使用一段时间了且我们可以译码这些信号来判断当电机转动时，ECU正在读取什么数据。 以下图片是一台奔驰B-Class装载特斯拉电机之数据。这个传感器有两个方波输出。我也将电池的电流信息加进来让我更清楚电机转动的时间。 编码器会基于这两个信号的交替相应来判断轴的速度与旋转方向。 当我们在设定这个正交译码器时，有些规则需要先了解: 哪个信号是领先信号?转子旋转一圈的脉冲数是多少? 然而我很快发现这个信息并不容易取得。但这不应该阻止我们用此译码器。 将译码器加入你的捕获信息，点击 串型译码并选择正交(Quadrature) 在配置设定里，你需要设定译码器要在哪些通道找到这些适用数据。 1. 在举例中，相关信息位于通道B与C 2. 这个信号的幅值约于0-5V。选择3V的阀值让我们较靠近信号的中间值，让正交点更清晰。因为正交点清晰所以滞后量在此并不是很重要，所以采用软件自动设定的数值即可。第二个信号也需要添加进去并采用类似的设定! 3. 显示设置(Display settings)有几个选项:速度、位移量及时脉转换。对于此情况应用，我们通常采用速度。 4. 旋转每圈的脉冲数(Pulses per revolution)默认值为24。如果你可以找到这个信息则可以修改并采用，否则就保持预设值。这也表示你从译码器捕获到的速度值并不一定代表编码器监控轴的速度值。 5. A领先B(A leads B is):此为设定你的两个信号哪一个为领先信号。你会有关于顺时钟与逆时钟的选项。这部分可能也不容易知道，但是只要添加译码器到图中后，你将会在表格中看到方向箭头。它会由你定义，但它取决于你如何正转或反转电机，哪一边是正转可以明显地观察出来。 6. 速度单位:此部分也有一些选项，我们最常使用的是RPM。 译码器数据将出现在屏幕下方，与所有PicoScope的译码器皆相同，但我已经将它移到一旁来使它更容易观看。 如同你所看到的，我们在表格上得到了速度与旋转方向数据。如果你双击表格上的条列数据，它将带你到图中的相关波型区域。 从这个表格，你可以看出前两个数据包有不同的旋转方向。当我们捕获此信号时，我们在驱动车辆向前行驶前先轻微倒退了一下。你可以藉由改变A领先B的转动方向定义来修改译码器的旋转方向数据。 最后，因为信号中的频率改变会影响速度之数据，我们可以添加一个频率的数学通道给其中一个或两个信号来显示轴的速度变化量。 图片7.png (727.02 KB, 下载次数: 1) 下载附件 2022-2-21 10:09 上传 我希望这在某种程度上有帮助，如果你有任何关于正交译码器的反馈，请让我知道。 By PicoAuto – Ben Martins

近期拜访客户（北京高校和研究所），演示PicoScope9311的TDR功能，测量线缆的阻抗等，客户都会问到我们标称的60ps的上升时间，怎么测量。 所以抽空整理了一下步骤，跟大家分享一下。 按照下面配置确保正确的TDR上升时间。 使用PicoScope9311提供的30cm线缆，直接连接30cm从TDR输出到通道1输入。 步骤： 1、连接示波器，接通电源60分钟之后，进行水平和垂直方向的校准。 2、按照图片连线 3、设置PicoScope9300软件：       右击 这个按钮 ，然后选择 Factory Setup。       点击TDR/TDT ，然后选择Simulus 菜单。      点击Output1的On ，然后Output2.      设置限制电压为7V。      设置正输出幅值到5。      取消通道2.      设置通道1垂直标尺到200mV/div      设置通道1偏置offset为0mV。 4、设置测量：       点击Measure，然后点击Display菜单中的Statistics       点击X Parameters菜单中的Rise time       点击Definition，然后Method菜单中的User Defined。 5、经过100次采集之后（看Total Wfms 列）在测量区域Measurement Area记录Rise time平均值结果。它将小于60ps。 差分TDR PicoScope9311-统计 英国PicoScope9300系列示波器，20GHz带宽，4通道输入，1通道9.5GHz光输入，TDR/TDT测量，60ps和40ps上升时间，眼图测量，Fiber Channel， SONET/SDH，以太网，PCI Express， 无限带宽（ InfiniBand ）， RapidIO等内置遮罩测试。内置时钟恢复，外部触发等，包含频谱分析，任意波形发生器等功能。更多详细请与Pico Technology中国总代理广州虹科电子科技有限公司联系，020-38743030.