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Position Sensor Simulation Solution

Die Lösung zur Simulation von Positionssensoren PSS (Position Sensor Simulation) basiert auf dem DS5202 FPGA Base Board. Sie ist speziell für die Simulation typischer Positionssensoren wie Drehgeber oder Messwandler ausgelegt.

Überblick

Das Board ist mit vier unabhängigen APUs (Angular Processing Units) ausgestattet, die aus der vom Modell übertragenen Winkelgeschwindigkeit das Positionssignal berechnen. Da jede APU eine Abtastzeit von 25 ns hat, bietet das Positionssignal eine hohe Zeit- und Winkelauflösung. Sie können die Offset-Position der APU für jeden Sensor frei definieren und das Board durch Konfigurieren aller maßgeblichen Parameter präzise an Ihre Anforderungen anpassen.

Merkmale

  • Zwei digitale und zwei analoge Sensoren (jeweils drei Signale) können parallel simuliert werden.
  • Unterschiedliche Sensortypen:
    • Analog: Resolver, Sinus-Encoder, benutzerdefinierte Wellenform
    • Digital: TTL Encoder, Hall-Positionssensoren, benutzerdefinierte Wellenform
  • Die analogen und digitalen Sensorsimulationsgruppen können bis zu vier unabhängigen simulierten Wellen (APUs) beliebig zugewiesen werden. Pro simulierte Welle lassen sich bis zu vier Sensoren simulieren.
  • Resolver-Fehlersimulation
    • Amplitudenabweichung: (DOS; Degradation of Signal)
    • Winkelabweichung: (LOT; Loss of Position Tracking)
  • Beliebige Generierung von APU-winkelabhängigen Signalverläufen:
    • Analog: 16.384 Werte (-10 V ... 10 V)
    • Digital: 8.192 Werte
  • Hohe und präzise Zeitauflösung
  • Onboard-Signalkonditionierung
  • Differenzielle I/O

APU (Angular Processing Unit)

Parameter Specification
General
  • Angular processing unit (APU) to handle all crankshaft-angle-related signals (ignition, injection, crankshaft, camshaft, etc.)
  • Simulation of crankshaft sensors that detect the direction of rotation
  • 1 crankshaft signal output (programmable analog and digital waveforms)
  • Max. 4 camshaft signal outputs (2 with programmable analog and digital output plus 2 with digital output only, shared with 2 digital outputs)
  • Complex comparator functionality support for ignition and injection signals
  • Support for the SAE standard J2716 (SENT)
  • Time-base connector
Number of independent APU units
  • 4
APU angle precision
  • 32 bit
APU update rate
  • 25 ns / 40 MHz
APU speed range
  • Up to ±292,699 rpm

Analog Sensor Simulation

Parameter Specification
Number of analog sensors
  • 2
Sensor types
  • Resolver, sine encoder, user-defined waveform
Number of pole pairs
  • 1 ... 16,383
Adjustable angle offset
  • -360 ... +360°
Resolver accuracy
  • 0.1° (depending on the settings)
Resolver transformation ratio
  • 0 ... 16 (typically 0.5)

Resolver Failure Simulation:

  • Additional delay for resolver feedback signals
  • Amplitude error (DOS; degradation of signal)
  • Phase error (LOT; loss of position tracking)

 

  • Up to 409.6 µs
  • -100 ... +100%
  • -90 ... +90°
User-defined waveform resolution (16,384 values)
  • 0.02197°

Analog Inputs:

  • Channels
  • Input range
  • Resolution
  • Protection
  • Resolver excitation coil simulation

 

  • 2 channels
  • ±30 V (differential)
  • 14 bit pipelined
  • ±60 V
  • 220 Ω / 2 W

Analog Output (Cosine/Sine):

  • Channels
  • Output range
  • Resolution
  • Sampling rate
  • Output mode
  • Protection

 

  • 4 channels
  • ±10 V single-ended (±20 V differential or transformer mode)
  • 12 bits (of user-specified output range)
  • 10 MSPS
  • Transformer or direct output
  • ±60 V

Analog Output (Index):

  • Channels
  • Output range
  • Resolution
  • Sampling rate
  • Output mode
  • Protection

 

  • 2 channels
  • ±10 V
  • 12 bit
  • 10 MSPS
  • Single-ended output
  • ±60 V

Digital Sensor Simulation

Parameter Specification
Number of digital sensors
  • 2
Sensor types
  • TTL encoder, Hall encoder, user-defined waveform
Number of pole pairs
  • 1 ... 16,383
User-defined waveform resolution (8,192 values)
  • 0.0439°

Digital Output:

  • Channels
  • Output range
  • Sample rate
  • Output current
  • Protection

 

  • 6 channels (each with inverted output stage)
  • 0 ... +5 V
  • 25 ns / 40 MHz
  • 20 mA
  • ±60 V

Ein typischer Anwendungsfall ist die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation von Elektromotoren. Die PSS Solution liefert die notwendigen Positionssignale für das Steuergerät.

Grundlegende Informationen