專利名稱：用于無干擾地對(duì)信號(hào)求值的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求類型的用于對(duì)信號(hào)，尤其是爆震傳感器輸出信號(hào)無干擾地求值的電路裝置。
已經(jīng)公知，借助在傳感器及求值單元之間的屏蔽導(dǎo)線可以使信號(hào)從一個(gè)傳感器傳送到一個(gè)求值單元。該屏蔽將保護(hù)信號(hào)傳送免受干擾及信號(hào)失真。但導(dǎo)線的屏蔽是相對(duì)昂貴的并仍不能保證信號(hào)不會(huì)失真。
因此在DE-OS4222475中推薦了一種使信號(hào)導(dǎo)線上干擾信號(hào)衰減的裝置，它保證可以對(duì)無干擾的原始信號(hào)進(jìn)行求值。在該公知裝置中，一個(gè)原始信號(hào)在第一信號(hào)導(dǎo)線中進(jìn)行傳送，及一個(gè)反相或微分的原始信號(hào)在第二信號(hào)導(dǎo)線中進(jìn)行傳送。該事先被反相或微分的信號(hào)將在信號(hào)導(dǎo)線的終端被再次反相或被積分。接著該信號(hào)與未被改變地傳送的信號(hào)在一個(gè)與門中相組合，由此在與門的輸出端獲得一個(gè)無干擾的原始信號(hào)。如果在傳感器及求值裝置之間的電纜中附加設(shè)有接地電纜線，則可通過在信號(hào)導(dǎo)線與地之間接入齊納二極管來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。
具有權(quán)利要求1特征的，根據(jù)本發(fā)明的用于無干擾地求值信號(hào)的電路裝置與以上相比具有其優(yōu)點(diǎn)，即成本合適并仍能實(shí)現(xiàn)無干擾的信號(hào)求值，其中，能進(jìn)一步地避免同步干擾。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)將這樣來達(dá)到，即這時(shí)使用一種“開關(guān)-電容技術(shù)”并以微分電路技術(shù)構(gòu)成信號(hào)求值電路、特別有利的是，求值電路的工作方式既可選為對(duì)稱的也可選為非對(duì)稱的，因此，其輸出信號(hào)待被求值的傳感器可這樣與求值電路相連接在非對(duì)稱工作方式時(shí)，可以作到與地參考點(diǎn)相連接，及在對(duì)稱工作方式時(shí)，可以作到零電位的連接。通過工作方式能有利選擇的可能性，根據(jù)本發(fā)明的電路裝置既可用傳統(tǒng)的傳感器，例如具有屏蔽連接導(dǎo)線的傳統(tǒng)爆震傳感器也可用具有未屏蔽(絞合線對(duì))導(dǎo)線的傳感器來工作。這種電路裝置與傳感器，例如帶有未屏蔽導(dǎo)線的爆震傳感器的組合是一種有利的解決方案，它價(jià)格合理并仍可無干擾地實(shí)現(xiàn)爆震求值系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的特殊優(yōu)點(diǎn)通過能夠由外部確定工作方式來達(dá)到。這種確定例如可通過可編程的控制插銷來實(shí)現(xiàn)。因此也可以作到，求值電路可從外部適應(yīng)所需要求，即適配于對(duì)稱工作方式或非對(duì)稱工作方式，例如，由此在四個(gè)信號(hào)輸入端時(shí)，或是可以非對(duì)稱地即接地參考點(diǎn)方式連接四個(gè)傳感器，或是可以對(duì)稱地即零電位地連接兩個(gè)傳感器。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)將通過從屬權(quán)利要求中所描述的措施來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例被表示在唯一的附圖
中，并在以下的描述中詳細(xì)加以說明。
在附圖中表示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)爆震傳感器K1的輸出信號(hào)將被求值。該爆震傳感器K1具有兩個(gè)接線端子A1、A2，通過它們使該爆震傳感器K1與信號(hào)處理電路S相連接。在爆震傳感器K1及信號(hào)處理電路S之間連接著一個(gè)無源耦合網(wǎng)絡(luò)。該無源耦全網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)電容器CL，它位于爆震傳感器K1的接線端子A1、A2之間；及兩個(gè)并聯(lián)連接的電容器C1a和C2a。在這兩個(gè)電容器之間連接著電阻R1b和R2b。電容器C1a還經(jīng)過一個(gè)電阻R1a與信號(hào)處理電路S的輸入端E1相連接，電容器C2a經(jīng)過一電阻R2a與信號(hào)處理電路S的輸入端E2相連接。這兩個(gè)電阻R1b及R2b之間的連線被引到一個(gè)參考電壓輸入端，其上設(shè)有電壓Ur。
信號(hào)處理電路S包括一個(gè)差分輸入放大器V，它與兩個(gè)輸入端E1及E2相連接。在放大器V后面連接著未示出的信號(hào)處理級(jí)，后者例如至少包括一個(gè)常通濾波器和/或一個(gè)整流器和/或一個(gè)積分器，及例如同樣以差分電路技術(shù)構(gòu)成。
在信號(hào)處理級(jí)后連接著一個(gè)輸出級(jí)A，它可將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有接地參考點(diǎn)的非對(duì)稱信號(hào)并使該信號(hào)再通過一個(gè)微處理機(jī)uc的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以供繼續(xù)求值。
在附圖所示的實(shí)施例中，例如一個(gè)脈沖傳感器的作成未屏蔽的接線通過絞合導(dǎo)線零電位地連接到信號(hào)處理電路S的兩個(gè)輸入端E1、E2。該求值處理電路的輸入級(jí)為了抑制同步干擾被構(gòu)造為差分放大器，尤其是構(gòu)成具有多級(jí)可調(diào)節(jié)放大率的“開關(guān)-電容放大器”。后置的信號(hào)處理級(jí)同捍可用差分電路技術(shù)構(gòu)成。這尤其適合于帶通濾波器、整流器或積分器。開關(guān)電容技術(shù)中的結(jié)構(gòu)允許用半導(dǎo)體處理器，例如用HCMOS技術(shù)對(duì)于必要的模擬功能實(shí)現(xiàn)價(jià)格合理及位置節(jié)約的組合。
因?yàn)樾盘?hào)處理電路的輸出級(jí)能將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶有接地參考點(diǎn)的非對(duì)稱信號(hào)，然后該信號(hào)可最終提供給微計(jì)算機(jī)，能實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)求值。在一個(gè)爆震檢測(cè)系統(tǒng)中可包括多個(gè)爆震傳感器，例如兩個(gè)爆震傳感器，它們各通過兩個(gè)輸入端與信號(hào)處理電路相連接。這兩個(gè)爆震傳感器可以被對(duì)稱地，即零電位地連接。在該方式中，則脈動(dòng)傳感信號(hào)被完全差分地處理。
如果相反地，應(yīng)用一個(gè)具有四個(gè)輸入端的信號(hào)處理電路來為多至四個(gè)爆震傳感器求值，則選擇非對(duì)稱工作方式，其中爆震傳感器通過接地參考點(diǎn)與信號(hào)處理電路相連接。在該方式中，在信號(hào)處理電路中產(chǎn)生的固定參考電壓Ur作為差分信號(hào)處理的參考電壓。
如果該信號(hào)處理電路具有一個(gè)附加的可從外部插入的控制插銷，則可從外部通過該控制插銷來編程各工作方式。即可從外部來選擇工作方式，以使得可用相同數(shù)目的輸入端及相同的信號(hào)處理電路或是零電位地連接兩個(gè)爆震傳感器或是連接帶接地參考點(diǎn)的多至四個(gè)爆震傳感器，并且可實(shí)現(xiàn)在一種或另一種工作方式中相應(yīng)的信號(hào)處理。
通過工作方式的選擇可使帶有未屏蔽(絞合線對(duì))導(dǎo)線或帶有屏蔽的連接導(dǎo)線連接的傳感器連接在傳感器與信號(hào)處理器之間?？勺鳛榍笾到M件構(gòu)成的電路裝置與帶有未屏蔽導(dǎo)線的爆震傳感器的組合可實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)的、且能實(shí)現(xiàn)無干擾地求值的爆震求值系統(tǒng)。在實(shí)施例中描述了一種爆震傳感器信號(hào)的求值電路，但根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的應(yīng)用并不局限于爆震傳感器上，而且也可在與另外傳感器求值的組合中使用。
權(quán)利要求
1．用于對(duì)信號(hào)、尤其是至少一個(gè)爆震傳感器的輸出信號(hào)無干擾地求值的電路裝置，它具有至少兩個(gè)輸入端，在其上零電位地連接一個(gè)傳感器或連接兩個(gè)設(shè)有接地參考點(diǎn)的傳感器；一個(gè)差分放大器，它與各輸入端相連接；以及一個(gè)輸出級(jí)，它在需要時(shí)將由放大器輸出的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有接地參考點(diǎn)的信號(hào)，其特征在于該電路裝置可工作在兩種工作方式中，其中，在零電位地連接對(duì)稱信號(hào)的情況下使用第一工作方式，及在與電位有關(guān)地連接非對(duì)稱信號(hào)的情況下使用第二工作方式。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于工作方式可從外部在對(duì)稱及非對(duì)稱之間轉(zhuǎn)換。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電路裝置，其特征在于工作方式的選擇從外部通過控制插銷可編程地進(jìn)行。
4．根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)的電路裝置，其特征在于在一個(gè)或多個(gè)傳感器及本身的信號(hào)處理裝置之間具有一個(gè)無源耦合網(wǎng)絡(luò)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的電路裝置，其特征在于該無源耦合網(wǎng)絡(luò)是對(duì)稱的，并且在傳感器的各端子之間包括一個(gè)第一電容器(CL)，及包括另外兩個(gè)電容器(C1a,C2a)，它們一方面與傳感器連接，另一方面經(jīng)過電阻(R1a,R2a)與信號(hào)處理電路(S)的輸入端(E1,E2)相連接，并通過電阻(R1b,R2b)與一個(gè)連線端相連接，該連線端上設(shè)有參考電壓(Ur)。
6．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的電路裝置，其特征在于在差分放大器(V)的后面連接有信號(hào)處理級(jí)，尤其是至少一個(gè)低通濾波器和/或至少一個(gè)整流器和/或至少一個(gè)積分器。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的電路裝置，其特征在于各個(gè)組件放大器、低通濾波器、整流器、積分器以開關(guān)-電容技術(shù)被構(gòu)造。
8．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的電路裝置，其特征在于信號(hào)處理電路(S)的輸出端(A)通過一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個(gè)微計(jì)算機(jī)形成連接，及在該微計(jì)算機(jī)中進(jìn)行信號(hào)求值。
9．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的電路裝置，其特征在于為了兩個(gè)爆震傳感器的輸出信號(hào)求值使用該電路裝置，這兩個(gè)傳感器通過未屏蔽導(dǎo)線零電位地連接在信號(hào)處理電路的各兩個(gè)輸入端，或?yàn)榱怂膫€(gè)爆震傳感器的輸出信號(hào)求值使用該電路裝置，這四個(gè)傳感器通過屏蔽導(dǎo)線各與信號(hào)處理電路的一個(gè)輸入端相連接。
全文摘要
給出一種對(duì)信號(hào)無干擾地求值的電路裝置，通過它可求值傳感器的輸出信號(hào)，其中對(duì)于每個(gè)傳感器需要兩個(gè)輸入端。如果對(duì)一個(gè)以地為參考點(diǎn)的信號(hào)求值，則對(duì)每個(gè)傳感器僅需要一個(gè)輸入端。求值是用差分電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其中在具有地參考點(diǎn)的工作方式中差分信號(hào)的處理是在使用一個(gè)內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓的情況下進(jìn)行的。該電路裝置的工作方式可通過一個(gè)自身的控制插銷從外部自由選擇。
文檔編號(hào)G01L23/22GK1238056SQ97199732
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1997年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月24日
發(fā)明者斯特凡·翁蘭, 達(dá)維德·布羅, 于爾根·施帕赫曼 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司