[发明专利]可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及信号模拟方面，更具体地说，涉及可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用。

背景技术

爆震是发动机的运行中一种不正常燃烧的现象。简单的说，爆震就是发动机气缸内的混合气在不该被点燃的时候点燃，从而导致混合气产生的动力不但不能顺利的推动活塞运转，甚至还会产生阻碍作用，从而导致发动机功率的急剧降低现象。一般来说，我们常见的爆震是由于远离火花塞的部分可燃混合气在正常被点燃的时刻提前自行发火燃烧，燃烧所产生的能量与活塞运动的方向相反，这种现象一旦发生，对发动机会产生严重危害。那么在设计发动机管理系统中就需要对爆震作针对性的处理，而在设计中又需要对发动机管理系统加载爆震信号以便进行合理设计和对所作的设计进行验证，那么就需要对爆震信号进行模拟。

一般来说，当爆震发生时，会对气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等物理量产生影响。出于方便采集和检测，通常采用检测发动机机体振动来表示爆震信号。有已知的规律可知，爆震信号是频率范围在5kHz-27kHz、幅值在0-1V的阻尼衰减的类正弦波。

目前，模拟爆震信号的方法大致有三种：第一种是用真实化学模型和分子混合模型进行的数值模拟，这种方法模拟出的爆震信号最为逼真，但是过于复杂。第二种是采用由操作人员通过随意敲击产生的振动信号来模拟，这种方法模拟出的爆震信号在随机性上基本符合爆震信号的要求，但是在频率上基本不能达到爆震信号的频率范围，而且每次模拟出的信号基本不可再现。第三种是采用普通信号发生器产生频率在5kHz-27kHz内可调、幅值在0-1V的方波信号。这种波形虽然在频率和幅度上模拟了爆震信号，但整体上与实际的爆震信号相差太大。综上可以看出，这三种方法产生的信号或者是不可知的，或者是不可再现的，或是与真实爆震信号才别太大，也就都不适合用于对发动机管理系统进行设计以及对该设计进行验证的目的。

发明内容

本发明针对现有技术中用于爆震信号的信号模拟装置的不足，提出了一种结构简单的、产生信号已知并且可再现的可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用。

本发明提供了一种可产生类爆震信号的信号模拟装置，其中，该装置包括依次连接的信号发生器和数模转换器，信号发生器用于产生比特变化不规律的数字信号；以及数模转换器用于将信号发生器产生的数字信号转换成模拟信号。

本发明还提供了一种产生类爆震信号的信号模拟方法，该方法包括：产生比特变化不规律的数字信号；以及将所述数字信号转换成模拟信号。

本发明还提供了所述可产生类爆震信号的信号模拟装置在设计对爆震进行处理的装置中的应用。

本发明提供了通过首先产生数字信号，再将数字信号转换成模拟信号，进一步将模拟信号衰减到需要的幅度范围的实现手段，能够使产生的模拟信号是已知的并且是可再现的，那么，因为该模拟信号的已知性可以方便地用于对发动机管理系统的进行设计，并且因为该模拟信号的可再现性可以方便地用于对发动机管理系统的设计进行验证。

附图说明

图1是本发明的装置的框图；

图2是本发明的装置的优选实施方式的框图；

图3是本发明的装置的更优选实施方式的框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的可产生类爆震信号的信号模拟装置，其中，该装置包括依次连接的信号发生器1和数模转换器2，信号发生器1用于产生比特变化不规律的数字信号；以及数模转换器2用于将信号发生器1产生的数字信号转换成模拟信号。

如图2所示，在本发明的装置中，优选地，还包括与模数转换器2连接的信号衰减器3，用于将模数转换器2输出的模拟信号的幅度衰减到爆震信号的幅度范围内。采用信号衰减器的原因在于，一般情况下，数模转换器的模拟输出信号的幅度是在0至其VDD之间，对于不同的数模转换器，其VDD与其工艺相关，一般是5V、3V或2.5V，对目前极为先进的工艺来说，可以是1.8V或1V。但是，由已知规律，爆震信号的幅度在0-1V范围内，所以需要采用信号衰减器，将模数转换器输出的模拟信号的幅度衰减到爆震信号的0-1V的幅度范围内。

本发明提供的装置中，所述数模转换器可以采用本领域公知的各种类型的数模转换器，优选地，采用串行输入的中解析度的低速数模转换器。所述信号衰减器的功能和结构是本领域技术人员所公知的，不再赘述。