任务三 数字信号认识与检测

新能源汽车电子控制系统的信息通信，使用电压或电流作为载体完成传递，控制单元通过对这些电压或电流的幅值进行检测，从而实现信息识别。

本任务主要介绍新能源汽车总线系统数值信号的识别与检测等相关知识。

教学目标

知识目标

1）熟悉车载信号传递形式。

2）掌握模拟信号与数字信号特点。

3）熟悉模拟信号与数字信号波形。

技能目标

能根据波形识别信号是否正确。

德育目标

1）培养团队意识、质量意识、环保意识、安全意识。

2）培养工匠精神和创新思维。

3）培养广泛学习、勤于思考的良好习惯。

知识储备

数字信号及传递形式

在新能源汽车上，普通传感器与控制单元之间的通信、控制单元与执行器之间的通信，均使用模拟信号。而模块与模块之间的通信，则使用数字信号。如图1-3-1所示，目前信号传递的三种形式为模拟信号→每根线一个信号→以电压电阻为基础；脉宽调制信号→不同脉宽信号→基于占空比；数字信号→一根线传输多个信号→基于“位”，位（bit）是二进制信息量的最小单位。

（1）模拟信号 模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度、频率、相位随时间作连续变化，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。图1-3-2所示即为模拟信号的一种表现，其幅值随时间变化而连续变化。该图为车辆低压侧燃油压力传感器的电压信号，此即为模拟信号的一种表现，由此可知其幅值是随时间连续变化的。

（2）数字信号 数字信号是指电压或电流在幅值上和时间上是离散、突变的信号。这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。在控制单元中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示，二进制只有“1”和“0”两个数码，可分别表示数字信号的高电平和低电平，使得数字电路结构简单，抗干扰能力强，且便于集成化，通用性强。在汽车多路传输技术中，各种网络所采用的数据线有单线和双线两种，其数字信号识别有所区别。

1）单线传输信号，图1-3-3所示为某车型LIN网络电压信号，控制单元通过识别电平的高低来判断信息含义。当电平高于某设定值时，认为是“1”，当电平低于某设定值时，认为是“0”。该数字信号的波峰电压为12V，波谷电压为0V。通过识别电平高低和时间宽度，模块即可判断这组信号的“1”和“0”组合。

2）双线传输信号，图1-3-4所示为某车型CAN网络电压信号，控制单元通过识别两根数据线的电平差来判断信息含义。绿色波形的峰值电压为3.5V，峰谷电压为2.5V；黄色波形的峰值电压为2.5V，峰谷电压为1.5V。由此可知，当两根数据线的电压分别为3.5V和1.5V时，此时数据为“0”；当两根数据线的电压均为2.5V时，此时数据为“1”。

实操任务

1）工具及设备：比亚迪秦汽车一辆、车辆防护设备、白板、白板笔、示波器、转接器、插针、胶带、计算机。

2）资料及耗材：电子版比亚迪秦网关控制器维修手册与自学手册、比亚迪秦网络拓扑结构挂图、任务书。

实操步骤

一、区别各类信号

1）通过查询比亚迪秦维修手册，规范拆卸发动机控制单元线束插头，连接转接器，并对照维修手册识别总线端子、发动机控制单元各传感器信号端子。

2）规范连接并打开示波器。通过示波器分别测量总线信号波形以及传感器信号波形，并截图或在白板纸上绘制。

3）通过截图或绘制的波形图，记录相应电压或电流值，判断信号类型以及信号特点。

二、整理清洁

按照7S管理标准，整理工具和场地。

任务练习

一、选择题

1.数字信号的特征是（　）。

A.时间上连续幅值上离散

B.时间上离散幅值上连续

C.时间上和幅值上都连续

D.时间上和幅值上都离散

2.在新能源汽车上，模块与模块之间的通信使用数字信号，目前信号传递的形式不包括（　）。

A.不同脉宽信号→基于占空比→每条线一个信号

B.模拟信号→每条线一个信号→以电压电阻为基础

C.脉宽调制信号→不同脉宽信号→基于占空比

D.数字信号→一根线传输多个信号→基于“位”

二、判断题

1.新能源汽车电子控制系统的信息通信，使用电压或电流作为载体完成传递，控制单元通过对这些电压或电流的幅值进行检测，从而实现信息识别。（　）

2.在新能源汽车上，普通传感器与控制单元之间的通信、控制单元与执行器之间的通信，均使用模拟信号。（　）

3.当电平高于某设定值时，认为是“1”，当电平低于某设定值时，认为是“0”。（　）

4.通过识别电平高低和时间宽度，模块即可判断这组信号的“1”和“0”组合。（　）

5.单线传输信号（如CAN网络），控制单元通过识别两根数据线的电平差来判断信息含义。（　）

三、简答题

图1-3-5是某车型低压燃油压力传感器电压信号，请根据此信号，说明该种信号的特征。