Колеж по телекомуникации и пощи

Сигнала е периодичен, когато стойностите на пулсациите на неговото напрежение и формата на тези пулсации са еднакви и се повтарят през равни интервали от време. Времето което е необходимо на периодичния сигнал за да премине един пълен цикъл се нарича период. А броя периоди за време 1 секунда се нарича честота на сигнала. Ако осцилограмата на напрежение на периодичният сигнал пресича нулевата линия, то такъв сигнал се нарича променлив. Ако осцилограмата на напрежение на периодичният сигнал не пресича нулевата линия, то такъв сигнал се нарича постоянен.

Примерни осцилограми на различни периодични сигнали са показани по-долу:

Този сигнал се характеризира с два параметъра – амплитуда и честота. В автомобилната електроника близки до синусоидалния са сигналите, генерирани от индуктивни датчици за положението на зъбни колела. Подобни сигнали генерират някои датчици за скоростта на въртене на коляновия вал, разпределителния вал, скоростта на въртене на колелата и др.

Сигнала за  управление на дюзите е правоъгълен и е подобен на показния. Неговите импулси се повтарят циклично.

Сигнали, които не се повтарят през еднакви интервали се наричат непериодични.

Пример за непериодични сигнали е цифровия обмен на данни между различните контролери на колата. Има и друг тип непериодични сигнали, това са единичните сигнали. Те представляват еднократен импулс, който може никога да не се повтори или да се повтори след много голям интервал от време.

Има и друг тип сложни сигнали, които могат да бъдат както периодични така и непериодични. Това са сигналите, които се включват в себе си повече от една честота. Пример за такъв периодичен сигнал е показан на фигурата по долу:



Фиг.16. Пример за такъв периодичен сигнал
За да може да се синхронизират тези сигнали на екрана на осцилоскопа, той трябва да разполага със специализирана функция която е възприето да се нарича ‘Trigger hold off’ (виж в раздел Синхронизация).
Бавно променливи сигнали

Едно от големите предимства на цифровите осцилоскопи е възможността да показва сигнали, които се променят много бавно във времето. Приемр за такъв сигнал е показаният на осцилограмата по-долу:

Всички сигнали, които са разгледани до тук са аналогови сигнали, те са непрекъснати сигнали. При тях стойността на напрежението им се изменя във времето по някакъв закон или произволно. Като пример за сложен аналогов сигнал може да бъде посочен сигналът от кислородния датчик (ламбда сондата).

Цифровите сигнали се генерират от ключове (превключватели). Ролята на ключове изпълняват транзистори, превключващи се между състоянията “отворен/ затворен”. Понякога цифровите сигнали се генерират от механични ключове, механични превключватели, електромеханични релета. Примери за цифрови сигнали в автомобилната електроника могат да служат датчик на Хол, датчиците за крайните положения на дроселната клапа, сигналите за обмен на данни между различните контролери. Цифровите сигнали, както и аналоговите могат да бъдат периодични и непериодични.

Честота – това е пълният броя цикли на периодичния сигнал, повтарящи се за една секунда. Честотата се измерва в Херц (Hz). В автомобилната електроника броят на оборотите на двигателя е прието да се разчитат за период от време, равно на една минута (об/мин). По осцилограмата на напрежение на периодичния сигнал може лесно да се измери честотата на следване на импулсите. За това е необходимо да се измери периода (продължителността на пълния цикъл на сигнала). По-нататък получената стойност на времевия промеждутък може да се преизчисли в честота чрез съответната формула.

Ако в даденият случай се пресметне колко такива периоди има в една минута, то получената стойност ще съответства на честотата на въртене на коляновия вал в обороти за минута. За пресмятане на периода в честота, е необходимо да се раздели избрания временен промеждутък (в дадения случай 60 секунди) на периода на повторение на сигнала (0.074 секунди):60/0.074 = 810 об/мин

Подобен разчет може да се направи разполагайки с всякакви осцилограми, но някои осцилоскопи могат директно да показват сигнала в Обороти за минута.

Продължителност на импулса

Продължителност на импулса – това е временният промеждутък, в течение, на който сигнала се намира в активно състояние. А активното състояние е нивото на напрежение, което включва изпълнителния механизъм (привежда го в действие). В зависимост от схемата на включване на изпълнителният механизъм, активното състояние може да има различни нива на напрежение, например 0V, +5V, +12V. Това ниво на практика може да се колебае около тези стойности. Например, напрежението на активното ниво на сигнала за управление на електромагнитната дюза в повечето системи за управление на двигателя е 0V теоретично, но на практика може да се колебае в диапазона 0V до +2.5V и повече.

Период на запълване – това е процент от времето от периода на повторение, когато сигнала се намира в активно състояние. Този период е един от параметрите на сигнала ШИМ (Широчинно Импулсна Модулация).

Сигналът ШИМ се използва за управление на някои изпълнителни механизми. Например, в някои системи за управление на двигателя сигнала ШИМ привежда в действие електромагнитния клапан за празен ход. Освен това, сигнал ШИМ генерират някои датчици, които преобразуват измервания физически параметър в пряка зависимост от периода на запълване.
 12. Какво е EДС на самоиндукция?

Това понятие не е пряко свързано с принципа на работа на осцилоскопите, но е много важно за да се разбере как от 12V захранващо напрежение на автомобила, върху индуктивни изпълнителни механизми, се получава напрежение от 60V до 200V. А в първичната верига на запалването достига и до 400V-500V.

ЕДС (Електродвижеща Сила) на самоиндукция – това е напрежението, възникващо вследствие изменението на стойността на магнитното поле и/или неговата посока около електрически проводник. В случай, че скоростта на изменение на стойността на магнитното поле в соленоид (намотка на електромагнитно реле, електромагнитна дюза, запалителна бобина, електромагнитен датчик за честота на въртене) напрежението на ЕДС на самоиндукция може да достигне десетки хиляди Волта. Стойността на напрежението на ЕДС на самоиндукция зависи главно от индуктивността на намотката и скоростта на изменение на стойността на магнитното поле. За електромагнитните изпълнителни механизми, стойността на магнитното поле най-бързо се променя при отпадането му в резултат на бързо изключване на захранващото напрежение. В някои случаи ефекта на ЕДС на самоиндукция е нежелателен и се вземат мерки за неговото намаляване или премахване. Но някои електрически вериги са проектирани така, че да се получи максимална стойност на ЕДС на самоиндукция, например, системата за запалване на бензиновия двигател. Някои системи за запалване при захранващо напрежение 12 Волта са способни да изработват напрежение на ЕДС на самоиндукция до 40kV– 50kV. Това напрежение лесно може да бъде измерено с автомобилен осцилоскоп, използвайки капацитивна сонда.[4]