可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用专利检索-爆震引擎专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用

阅读：938发布：2021-03-03

IPRDB可以提供可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用，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。采用本发明的装置和方法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。，下面是可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可产生类爆震信号的信号模拟装置，其特征在于，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，所述信号发生器包括运算单元和存储单元，运算单元用于产生所述比特变化不规律的数字信号；存储单元，与运算单元连接，用于存储所述运算单元产生的所述比特变化不规律的数字信号，并输出至所述数模转换器；

其中，所述运算单元产生所述比特变化不规律的数字信号的方法包括：产生一个N位的二进制数作为该数字信号的起始数据段；

通过以下步骤中的至少一个步骤来产生该数字信号的其他数据段：将该N位的二进制数乘以M并且去掉溢出位；

将该N位的二进制数取补码；以及

将该N位的二进制数重复T次；

其中N等于数模转换器的解析度，M为任意正数并且T为任意正整数；以及选取所述起始数据段和其他数据段中的多个排列成所述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；

其中，所述装置还包括与信号发生器的运算单元连接的控制器，用于控制所述运算单元选择所述产生其他数据段的方法。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与模数转换器连接的信号衰减器，用于将模数转换器输出的模拟信号的幅度衰减到爆震信号的幅度范围内。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括光电编码器和整形电路，光电编码器与整形电路连接，用于产生控制信号，该控制信号用于控制信号发生器的运算单元选择所述产生所述其他数据段的方法；以及整形电路，用于与信号发生器的运算单元连接，并且将光电编码器所产生的控制信号整形为方波脉冲信号。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的装置，其中所述信号发生器是单片机。

5.一种产生类爆震信号的信号模拟方法，其特征在于，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；

产生所述数字信号的方法包括：

产生一个N位的二进制数作为该数字信号的起始数据段；

通过以下步骤中的至少一个步骤来产生该数字信号的其他数据段：将该N位的二进制数乘以M并且去掉溢出位；

将该N位的二进制数取补码；以及

将该N位的二进制数重复T次；

所述方法还包括选择所述产生其他数据段的方法的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述模拟信号的幅度衰减到爆震信号的幅度范围内。

7.权利要求1-4中任意一项所述的装置在设计对爆震进行处理的装置中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，所述对爆震进行处理的装置为发动机管理系统。

说明书全文

可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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

[0005] 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。

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 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

[0010] 图1是本发明的装置的框图；

[0011] 图2是本发明的装置的优选实施方式的框图；

[0012] 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

[0013] 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。

[0014] 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。

[0015] 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。

[0016] 如图3所示，本发明的装置中，所述信号发生器1包括运算单元11和存储单元12，其中运算单元11用于产生所述比特变化不规律的数字信号；存储单元12，与运算单元11连接，用于存储所述运算单元11产生的所述比特变化不规律的数字信号，并输出至所述数模转换器2；其中，所述运算单元产生所述比特变化不规律的数字信号的方法包括：产生一个N位的二进制数作为该数字信号的起始数据段；通过以下步骤中的至少一个步骤来产生该数字信号的其他数据段：将该N位的二进制数乘以M并且去掉溢出位；将该N位的二进制数取补码；以及将该N位的二进制数重复T次；其中N等于数模转换器的解析度，M为任意正数并且T为任意正整数；以及选取所述起始数据段和其他数据段中的多个排列成所述比特变化不规律的数字信号。

[0017] 同样参考图3，优选地本发明的装置还包括与信号发生器1的运算单元11连接的控制器4，用于控制所述运算单元选择所述产生其他数据段的方法。

[0018] 可用来实现本发明的控制器的电路结构和功能元件有多种，同样参考图3，如可包括光电编码器41和整形电路42，光电编码器41与整形电路42连接，用于产生控制信号，该控制信号用于控制信号发生器1的运算单元11选择所述产生所述其他数据段的方法；以及整形电路42，用于与信号发生器1的运算单元11连接，并且将光电编码器41所产生的控制信号整形为方波脉冲信号。

[0019] 采用上述包括光电编码器的控制器，在产生控制信号时，只需要预先规定逻辑0与逻辑1对应的是“选中”还是“不选中”，再通过使光电编码器转动而产生脉冲信号，该脉冲信号就可以用作所述控制信号。那么对应上述三种用于产生其他数据段的方法就需要三个光电编码器与之对应。

[0020] 所述信号发生器中的运算单元和存储单元可以分别采用运算单元和存储单元来实现，如运算单元可以采用N位的全加器或半加器，或者由其构成的乘法器来实现，存储单元则可以采用各种寄存器或存储器来实现。优选地，所述信号发生器采用单片机来实现，其中运算单元和存储单元分别由单片机内的运算器和存储器来实现。

[0021] 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。

[0022] 为了产生类爆震信号，可以采取多种方法，如可以通过采集白噪声信号或交流电噪声信号，再通过对其频率和幅度进行限制来产生这种类似爆震信号的模拟信号。出于为了能够使产生的信号已知并且可再现的目的，本发明提供了上述这种首先产生数字信号，再将数字信号转换成模拟信号的方法。

[0023] 在本发明的方法中，优选地，该方法还包括将所述模拟信号的幅度衰减到爆震信号的幅度范围内的步骤。

[0024] 本发明的方法中，用于产生所述数字信号的方法可以有很多种，可以采用各种加密算法或随机信号产生算法，此处提出一种简单可靠的方法，包括：产生一个N位的二进制数作为该数字信号的起始数据段；通过以下步骤中的至少一个步骤来产生该数字信号的其他数据段：将该N位的二进制数乘以M并且去掉溢出位；将该N位的二进制数取补码；以及将该N位的二进制数重复T次；其中N等于数模转换器的解析度，M为任意正数并且T为任意正整数；以及选取所述起始数据段和其他数据段中的多个排列成所述比特变化不规律的数字信号。

[0025] 采用上述方法，起始数据段中的N位的二进制数可以人为设定或随机产生，然后通过将该N位的二进制数乘以M并且去掉溢出位可以产生数值不同的另一个N位的二进制数，通过将该N位的二进制数取补码，可以产生符号不同的另一个N位的二进制数，通过将该N位的二进制数重复T次，可以产生多个连续的将该N位的二进制数，那么将这三个步骤组合，还可以产生数值、符号或重复次数中的两项或三项不同于原N位的二进制数的另外的N位的二进制数。而其中的参数M、N以及T也可以使根据一定规律来变化的，就更增加了所产生的数字信号的可变性。再通过选取所述起始数据段和其他数据段中的多个排列成所述比特变化不规律的数字信号，可以产生不同这些数据段的不同组合，那么所述数字信号也就有更多的变化。另外，还可以随时停止所述其他数据段的产生步骤，以其他的N位二进制数代替原来的起始数据段再继续产生所述其他数据段。这样就可以满足产生各个比特不规律变化的数字信号的要求。

[0026] 在本发明的方法，为了使的产生数字信号的规律已知，那么还需要已知在上述三种产生其他数据段的步骤中，具体到每一个N位的二进制数的产生是采用了哪个或哪几个步骤来操作的。那么，所述方法还包括选择产生所述其他数据段的方法的步骤。

[0027] 实现这种选择的方法可以有很多种，具体来说，如可以是采用逻辑0和逻辑1分别对应某一个步骤的“选中”和“不选中”，采用与产生所述各个比特不规律变化的数字信号的方法相同的方法来产生另一个各个比特不规律变化的数字信号，只不过后者每一个数据段所包括的比特数对应需要被选择的步骤数，从而后者中的每个数据段的01组合可以用来指定对前者的一种选择。而产生这样用于选择的数字信号的方式产生可以多种，如通过光电编码器输入，也可以通过单片机来实现。

[0028] 按照本方面提供的装置在设计对爆震进行处理的装置中的应用。所述对爆震进行处理的装置为发动机管理系统，其中，采用发动机管理系统对爆震进行处理时，首先通过爆震传感器感测爆震信号，然后发动机管理系统则根据感测到的爆震信号，判断是否发生了爆震，并且根据该爆震信号的强度，在微爆时，对发动机的喷油和点火做出相应的调节，从而抑制爆震的，提高发动机的动力性。采用本发明的装置在设计和验证发动机管理系统时，可以通过本发明的装置产生多种类爆震信号，从而使得验证的覆盖更宽泛；而且可以采用同样的类爆震信号对设计进行多次验证，以便验证发动机管理系统的可靠性。

[0029] 虽然仅以对发动机管理系统的设计及对涉及的验证为例说明了本发明的装置的应用，但本领域技术人员对本发明的装置做出的其他应用也属于本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
爆震传感器-专利编号CN101629863B	2020-05-11	914
爆震传感器-专利编号CN103674416A	2020-05-13	439
爆震传感器-专利编号CN103328944A	2020-05-13	765
爆震传感器-专利编号CN1755340A	2020-05-13	560
爆震的检测-专利编号CN100520031C	2020-05-11	736
爆震的检测-专利编号CN1796753A	2020-05-12	277
爆震传感器-专利编号CN103328944B	2020-05-11	461
爆震发动机-专利编号CN104870780A	2020-05-11	814
爆震传感器-专利编号CN100451590C	2020-05-12	161
爆震传感器-专利编号CN1971228A	2020-05-12	489

可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用

可产生类爆震信号的信号模拟装置和方法及其应用

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式