用于分析模擬信號的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于分析模擬信號（150）的方法，該信號載有關于旋轉運動的信息。在該方法中模擬信號（150）由AD轉換器（126）讀入用于分析，并且確定模擬信號（150）的過零。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，該信號載有關于旋轉運動的信息，并且涉及用于分析模擬信號的電路裝置，該電路裝置尤其適于執行該方法。
技術介紹
在旋轉或轉動體中，借助傳感器來記錄關于該旋轉運動的信息。在此情況下，例如使用感應式傳感器或感應傳感器。通過分析該信號，應當獲得關于體的轉速和位置的信息。用于通過感應傳感器或感應感測器(-geber)來準備轉速信號的已知電路裝置基于如下原理，使用模擬電路例如具有閾跟蹤的比較器，以便能夠良好地分析在不同轉速情況下不同高的輸入電壓的問題。但是這些電路裝置具有如下缺點，分析電路是耗費的。但是此外，恰好在低端區段 中、也即在使用簡單解決方案的區段中增加地使用這些感應感測器，因為它們是成本低的。
技術實現思路
以此為背景，建議根據權利要求I的用于分析信號的方法和具有權利要求8的特征的電路裝置。此外，本專利技術的另外的擴展從從屬權利要求和說明書中得到。因此建議準備所述準備使用數字技術的標準組件就足夠并且由此可明顯更好集成并且由于更小的實施而成本更低。在高的輸入電壓情況下，通過輸入讀入并且從而在150V輸入信號情況下實現大約2. 5V的分辨率。在小輸入電壓時，例如在發動機起動時，使用第二輸入，其具有明顯更小的最大值例如5V并且從而具有大約80mV的分辨率。代替地也可以僅僅使用唯一的AD轉換器，其具有例如5V的輸入電壓范圍并且限制所有較大的信號，只要僅僅分析信號的過零的話。在此，AD轉換器非常快速地例如以500ns的轉換時間轉換兩個范圍之一。借助在處理器中的數字信號處理，從該輸入信號中識別轉速信號，包括計算數字濾波器的可能性。其它實施可以包括使用具有或多或少位的AD轉換器或者僅僅使用用于讀入的AD信道。本專利技術的其它優點和擴展從說明書和附圖中得到。不言而喻，前述的和下面還要闡述的特征不僅僅可以以分別說明的組合被使用，而且可以以其它組合或者單獨地被使用，而不脫離本專利技術的范疇。附圖說明圖I示出了按照現有技術的電路裝置。圖2示出了本專利技術電路裝置的實施方式。借助在附圖中的實施方式示意性示出本專利技術并且參照附圖詳細描述本專利技術。具體實施例方式在圖I中示出了按照現有技術的電路裝置，其整體上用參考數字10來表示。該電路裝置10例如在曲軸情況下被使用。該示圖示出了感應傳感器12，其連接到控制單元14上。在該控制單元中，設置有第一電容器16、第二電容器18、第一電阻20、第二電阻22、第三電阻24、第四電阻26、第三電容器28、第五電阻38和第四電容器40。在輸出30上施加模擬信號32,該信號給出關于待研究的體(例如曲軸)的旋轉的信息。模擬信號32被輸入到ASIC34中用于進一步處理。在ASIC34的輸出44上,輸出被處理的信號46,該信號被讀入微控制器48用于分析并且為此被輸入到鎖相環PLL (PLL:phase locked loop) 50中。要注意的是，使用感應式曲軸傳感器，因為它們相對于霍爾傳感器來說是成本低的、魯棒的并且非常精確的。但是，與能夠直接連接到微控制器上的霍爾傳感器不同，所述 感應式曲軸傳感器提供必須被特定處理的模擬信號。迄今，如也在圖I中所示的一樣，這利用特殊的專用部件、在該情況下利用ASIC 34來執行。然而被看作為有利的是，節省該ASIC34并且感應傳感器12的模擬信號32直接利用微控制器48來讀入。在此，應當實現，使用微控制器的AD轉換器來讀入模擬信號并且在微處理器中以數字方式實施所有其它處理。但是這不能夠簡單地來實現，因為傳感器信號的幅度與曲軸的旋轉速度成比例。該速度能夠在大于I :1000的范圍中變化，也即在發動機的冷啟動情況下低于20Umin直至發動機的最高速度高于20000Umin。信號幅度相應地表現。該信號可以從大約IOOmVp CmV峰值或尖峰)直至大約IOOVp變化。尤其是在低速度時，該信號對于干擾是敏感的。因為屏蔽通常太昂貴，因此在傳感器和發動機控制單元(ECU)之間經常使用對稱的布線。此外要注意的是，傳感器信號不具有直流分量(Gleichanteil)并且因此AD轉換器的偏移誤差是無關緊要的。它可以完全例如利用軟件來補償。放大誤差也不表現出作用，因為信號的絕對值是不重要的。關于采樣頻率要考慮的是，傳感器信號幾乎是正弦形的，具有圍繞具有I至3個缺乏的齒的標記的一些次諧波分量。因此，在重型載重汽車情況下大約20kHz的采樣頻率fs以及在摩托車情況下大約IOOkHz的采樣頻率是足夠的。在AD轉換器的分辨率方面要注意的是，AD轉換器的分辨率V,es必須是足夠高的，以便達到所需的角度分辨率小_。在圖I中示出，信號如何被具有電阻20、22、24和26的感應傳感器12處理或支配。電容器16和18用于保護以防靜電放電(ESD)和電磁干擾福射(EMI)。電容器28用于干擾抑制。ASIC 34使用模擬比較器，以便檢測信號32的過零。在過零時，ASIC 34在其數字輸出上產生脈沖。該數字輸出驅動在微控制器48中的定時器單元。ASIC 34具有差分輸入。在圖2中示出了按照本專利技術的電路裝置100。該示圖示出了感應傳感器102，控制單元104和微控制器106。控制單元104具有第一電容器108、第二電容器110、第一電阻112、第二電阻114、第三電阻116、第四電阻118、第三電容器120、第五電阻122和第六電阻124。微控制器106包括AD轉換器126、其上存儲了軟件或軟件塊的計算單元128和PLL130 。采樣頻率fs132是預先給定的。在按照圖2的電路裝置情況下，因此不設置ASIC。在控制單元104的輸出上的所支配的信號直接驅動AD轉換器126的差分輸入，其中該所支配的信號是要分析的模擬信號150。電阻122和124限制電流，使得AD轉換器126在過控制情況下不被損壞(削波(Clipping))。因此感應傳感器102直接與AD轉換器126連接。AD轉換器126輸出采樣值(樣本)152。在計算單元128上的軟件塊輸出時間戳(Time Stamps) 154。在所謂的削波情況下要注意的是，當AD轉換器126被過控制時，可以減少所需的位數量。這是可能的，因為僅僅信號150的過零是感興趣的。僅僅在零附近的小區域必須被數字化，以便能夠實現干擾抑制算法。該信號的剩余部分可以被剪切(削波)。AD轉換器126以恒定速率fs 132提供采樣值152。在計算單元128上運行的軟件將其轉換為過零的時間戳154。在每個采樣時間點(例如每隔20ii s @ fs = 50Hz)，調用內插例程，該內插例程搜索過零。當過零出現時，內插例程使用所謂的三次樣條(立方內插)或者其它合適的算法，以便確定過零的時間點。該時間戳154是向微控制器106的定時器單元的數字PLL 130的輸出。從該點起，進行如已知的其它處理。通過這種方式例如能夠確定體的旋轉速率或轉速，而也可以確定其位置或角位置。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.09 DE 102010002695.61.用于分析模擬信號(150)的方法，該信號載有關于旋轉運動的信息，其中模擬信號(150)由AD轉換器(126)讀入用于分析，并且確定模擬信號(150)的過零。2.根據權利要求I所述的方法，其中借助內插例程確定過零。3.根據權利要求I或2所述的方法，其中模擬信號(150)由感應傳感器(102)提供。4.根據權利要求I至3之一所述的方法，其中基于所述分析確定旋轉體的位置。5.根據權利要求I至3之一所述的方法，其中基于所述分析確定旋轉體的轉速。6...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A奧厄，D托斯，M格呂內瓦爾德，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：