汽車的動力傳動機制本質上是一種為汽車提供動力的引擎（傳統內燃機），并將動力傳遞給變速箱、傳動軸最終到達汽車車輪的系統。傳動系統的電氣化正逐漸改變汽車技術的未來發展前景，同時也受到來自可持續能源驅動力、提高燃油效率以及符合相關二氧化碳排放法規等的影響。

　　此外，目前關鍵的技術驅動力主要集中于提高操控性能與耐用性，以及一些新的實用技術，如因應再生煞車而催生的逆變器技術，可用于為電動馬達供電或為電池充電。

　　在動力傳動任何部份的開發過程中，與機械性能相關的各種電氣信號和實體參數都需要進行測量，才能實現完整的測試過程。電氣信號來自于鏈接高壓電池和逆變器的電力電路，而實體參數則發生在電氣到機械的轉換過程中。為了透徹理解整個系統性能，必須對電磁電力轉換器和電力電路進行測量，并分析來自CAN等汽車串行總線網絡上作業的動力傳動管理系統數據。此外，這些測試必須同時進行，以便達到整體優化的解決方案，而不只是單獨優化某個組件。

　　傳統的做法是使用采樣率最高為10，000樣本/秒的數據記錄儀或數據擷取系統測量汽車中的電氣和實體參數。這種系統通常提供很多信道，讓用戶將多個傳感器輸出和隔離型輸入通道結合在一起，測量電氣系統（經常包括浮動電壓值）以及溫度、振動與對材料的壓力等實體參數。

　　汽車版ScopeCorder

　　電氣行動性的開發趨勢導致電源逆變器日益廣泛使用，加上這些組件支持更高的頻率和更高的電壓，因而目前已經出現速度高達1億樣本/秒（100MS/s）的隔離式測量要求。這些采樣率以前是由示波器結合差分探棒實現的，可讓工程師觀察以更高頻率出現的瞬態電壓與電流。一個令人更感興趣的領域是動力傳動管理系統，它工作在諸如CAN網絡等汽車串行總線之上，可連續傳送引擎溫度、轉速和壓力值等引擎性能參數。而要在一次測量作業中取得傳動管理系統中的電氣信號、實體性能參數和數據，將會帶來相當大的挑戰。

　　為了減少整合這些眾多參數記錄所需的時間和工作量，橫河電機公司開發出DL850V ScopeCorder Vehicle Edition儀器，在單一可攜式封裝中結合了高速示與以及傳統數據擷取記錄儀的優點。ScopeCorder可以擷取和分析可能只持續幾毫秒的瞬態事件，也能執行長達30天的完整動力傳動系統耐用性測試。

　　最新汽車版DL850V ScopeCorder儀器具有信道隔離、信號調節和高信道數的特點，還結合了CAN和LIN總線監視功能，可協助用戶譯碼CAN或LIN信號并監測所傳送的實體數據，如引擎溫度、車輪速度、加速度與壓力。然后將這些值與來自實際模擬傳感器的數據進行比較。通過結合多種高壓與電流信號（以高達100MS/s采樣）與實體參數測量結果（如溫度、壓力或振動以及經譯碼的CAN總線信號），DL850V可創建單個完整的測量文件，如圖1。相較于多臺測量儀器的測量文件必須經過整合才能在PC上進行分析的其它方法相比，這種方法可大幅減少分析整個系統所需的時間和工作量。

　　圖1：在DL850V上創建的單個測量文件，整合了多種高壓與電流信號、實體參數測量結果以及經譯碼的CAN總線信號。

　　汽車應用中的電力電子

　　在汽車應用中的逆變器越來越多地采用速度更快、電壓更高的組件，這就需要具有更高采樣速率的隔離型高耐受電壓測量功能，并能夠在更長時間內同時測量更多數量的信號。像數字儲存示波器這種傳統的波形測量儀器在高壓逆變器測量方面能力非常有限，因為它們缺少單獨隔離的輸入、高壓隔離性能和12或16位高分辨率。其它波形測量解決方案通常需要具有外部（主動）信號調節電路才能實現高壓隔離。

　　另一方面，DL850 ScopeCorder在其高壓測量模塊中使用一種被稱為isoPRO的技術，無需外部主動信號調節設備，就能提供100MS/s的采樣率、1kV的隔離性能和12位的分辨率。

　　isoPRO技術采用了一種以半導體雷射二極管將數字數據轉換為光信號的系統，轉換后的光數據通過光纖傳送至儀器。由于半導體雷射二極管的數據傳輸速率特別高，通過單一設備即可傳送大量數據，所以隔離區可以做得非常小。

　　另外，由于光纖本身是絕緣的，沿著光纖的信號傳輸距離足以提供適當的絕緣作用，因此即使在1kV高壓情況下也能確保信號輸入與主單元之間的絕緣距離。利用isoPRO技術可在尺寸約100×200mm的精巧模塊中封裝具100MS/s、1kV高耐受電壓隔離測量電路的兩個信道。

　　這種技術的另外一個好處是可提供優質的噪聲抑制。因為高壓逆變器的開關速度很快，因此噪聲可被導入測量路徑。然而在高壓隔離模塊中，優質的噪聲抑制性能可以帶來良好的共模抑制比（CMMR），而且對于IGBT等逆變器和設備來說，通常能高精確地擷取到常見的浮動電壓開關波形，見圖2。

　　圖2：使用DL850 ScopeCorder模塊測量的逆變器信號脈沖波形。左側是采樣率為100MS/s的測量結果，右邊是使用較早的10MS/s單元測得的結果。

　　機械/實體參數值

　　引擎測試臺是一種用于開發、表征、測試引擎與仿真動力傳動系統的設施。一個復雜的引擎測試臺包含多種傳感器（或變換器）、數據擷取功能和致動器，可用來控制引擎狀態。DL850 DscopeCorder有一個模塊化的結構以及眾多的輸入模塊來監測機械性能與電氣信號。變換器將來自引擎的信號轉換為輸入模塊可以理解的形式──一般是電壓信號。例如，采用一款轉速計測量單位為每分鐘轉數的引擎速度。這將產生一個電壓輸出或一個脈沖輸出信號，然后將這個信號發送到ScopeCorder進行脈沖輸出處理，并在顯示器后顯示實際的加速度圖形──甚至擴展繪制出機械/電氣相位差，見圖3。

　　圖3：用于計算旋轉角度趨勢的旋轉編碼器信號。

　　通過使用溫度模塊，就可以加以利用熱電耦（通常是K型組件）。這些熱電耦價廉物美，具有足夠精確度來完成任務。每個輸入模塊最多有16個熱電耦連接至儀器。為了監測動力傳動系統組件的振動，可以使用帶壓電傳感器的加速度模塊。

　　圖4：DL850V Vehicle Edition能夠譯碼CAN和LIN總線信息，并在屏幕上同時顯示模擬值以及電氣或機械信號

　　汽車串行總線

　　汽車內的CAN或LIN網絡連接至電子控制單元（ECU），通過網絡傳送溫度、車輪轉速、加速度和壓力等眾多參數和控制信號。汽車串行總線和ECU單元共同組成了動力傳動管理系統。這意味著在開發過程中，不僅能測量來自模擬傳感器的電氣與機械信號，還能測量在汽車串行總線上傳輸的實體參數，作為電氣與模擬傳感器輸出參數的參考。DL850V Vehicle Edition即能解碼這些CAN和LIN總線信息，并在屏幕上同時顯示出模擬值以及電氣或機械信號。

　　圖4給出了這樣一個例子。這個功能可用于直接映像汽車串行總線上傳送的數據與電氣和機械值之間的關系，從而可實時觀察系統的行為。DL850V支持CAN-dbc文件（由Vector Group開發）和LIN網絡定義文件，從而允許用戶便于選擇感興趣的CAN和LIN信息。

　　本文小結

　　DL850V ScopeCorder提供了現代數字示波器的所有測量與分析工具，包括光標、波形參數計算、數學和DSP通道，以及快速傅利葉變換。它還能作為多信道數據擷取單元/記錄儀，在單一設備中整合電氣、機械和汽車串行總線測量功能。在大多數情況下，用戶能夠立即分析數據并取得結果，而無需脫機的后處理步驟。