CN102638249A - 一种磁电传感器转速信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁电传感器转速信号调理电路。包括用于磁电传感器正弦信号输入的Port1接口、运算放大器、滞环比较器以及用于输出转速方波信号的Port2接口，Port1接口经过电阻R1、稳压二极管D1和电阻R2连接于运算放大器的同相输入端，电阻R3连接于运算放大器的反相输入端，电阻R4连接于运算放大器的反相输入端和输出端，滞环比较器经电阻R5、电阻R6连接于运算放大器的输出端，Port2接口连接于滞环比较器。该电路使得磁电传感器原始信号在高达30V以上时仍可以调理出稳定的方波信号，解决了因信号幅值大，易造成元器件损坏的问题。电路采用运算放大器对传感器输入信号进行放大，然后进行整形，解决了因信号幅值较小串联二极管无法调理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号调理电路，具体涉及一种磁电传感器转速信号调理电路。
背景技术
磁电式传感器信号的常规处理方法是利用比较器对输入波形进行整形，但传感器信号受安装间隙、转速及传感器型号等因素影响，无法确定比较器参考电压，尤其在内燃机中的磁电传感器理由上述方法处理无法消除发动机齿轮盘振动引起的信号毛刺，使得比较器输出后波形失真，且传统方法为消除磁电传感器负半周信号，在信号输入时串联二极管，使得电路只能适应幅值1V以上信号的整形。有人结合单片机控制系统，通过单片机A/D采集原始信号，进而确定得到比较器参考电压，进而对转速信号进行调理，但该方法成本较高，需采用复杂的单片机系统，且信号较强时，会超出比较器允许的最高输入电压，造成元器件损坏，可靠性不高。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种根据磁电传感器输出信号幅值可在0.2V-12V之间变化，且针对此变化开发了一种磁电传感器转速信号调理电路，该电路可将幅值为0.2V~12V之间的转速正弦信号变换为稳定的方波信号。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本磁电传感器转速信号调理电路包括用于磁电传感器正弦信号输入的Port1接口、运算放大器、滞环比较器以及用于输出转速方波信号的Port2接口，Port1接口经过电阻R1、稳压二极管D1和电阻R2连接于运算放大器的同相输入端，电阻R3连接于运算放大器的反相输入端，电阻R4连接于运算放大器的反相输入端和输出端，滞环比较器经电阻R5、电阻R6连接于运算放大器的输出端，Port2接口连接于滞环比较器。
上述运算放大器为TLC277二路精密单电源运算放大器。
上述的滞环比较器为HEF4093施密特触发器，电容C36连接于HEF4093施密特触发器的Vdd针脚和A1针脚，HEF4093施密特触发器的Vss针脚接地，HEF4093施密特触发器的O1针脚连接于Port2接口。
本发明的有益效果是：电路采用电阻R1和3V稳压二极管对输入信号进行限制，使得磁电传感器原始信号幅值可以高达30V以上，仍可以调理出稳定的方波信号，而运算放大器或者施密特触发器等元器件不受影响，解决了传感器信号幅值大，易造成元器件损坏的问题，有效提高了电路可靠性。电路采用运算放大器对传感器输入信号进行放大，然后进行整形，有效解决了信号幅值较小，传统方法中串联二极管时无法调理的问题，使得信号幅值在低至0.2V时，仍可以整形出有效的方波信号。电路中运算放大器采用TLC277芯片，由于采用了LinCMOSTM硅栅技术，可有效去除传感器信号中的负半周，确保信号周期不变与原始信号相同。电路中采用基于滞环比较器的HEF4093施密特触发器 ，使得电路能够有效抑制信号毛刺引起的波形失真，提高整形电路的抗干扰性。由于完全采用硬件实现，所以本磁电传感器转速信号调理电路适应范围广，成本低。
附图说明
图1为本发明的电路原理图；
图中，1.运算放大器 2.HEF4093施密特触发器。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
本磁电传感器转速信号调理电路，包括用于磁电传感器正弦信号输入的Port1接口、运算放大器1、滞环比较器以及用于输出转速方波信号的Port2接口，Port1接口经过电阻R1、稳压二极管D1和电阻R2连接于运算放大器1的同相输入端，电阻R3连接于运算放大器1的反相输入端，电阻R4连接于运算放大器1的反相输入端和输出端，滞环比较器经电阻R5、电阻R6连接于运算放大器1的输出端，Port2接口连接于滞环比较器。磁电传感器感应得到的正弦电压信号经R1、D1限幅后，由运算放大器1进行放大，放大后电压信号由R5、R6提高运放输出端电压，然后送入滞环比较器进行整形，得到稳定的方波信号。
转速信号幅值高于3V时，通过稳压二极管D1将信号幅值嵌位在3V，满足运算放大器1对输入电压 
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的要求，保护运算放大器1不受损坏；当转速信号幅值小于3V时，二极管D1不起作用，传感器信号不受影响，直接输入给运算放大器1。
上述运算放大器1为TLC277二路精密单电源运算放大器。该运算放大器主要有两个作用：
1. 对输入的信号进行放大，以提供出足够幅值的正弦信号，经整形电路整形得到方波信号。
2. 将磁电传感器正弦信号中的负半周信号去除。
对于将输入的信号进行放大，以提供出足够幅值的正弦信号，经整形电路整形得到方波信号这个功能，一般运算放大器都可以实现，比如LM358、LM2902等运放芯片。但对于将磁电传感器正弦信号中的负半周信号去除这一功能，由于TLC277二路精密单电源运算放大器采用LinCMOSTM硅栅技术，相对于LM358等常规运放的BiFET、NFET技术，可有效去除运算放大器负半周信号。若传感器输出信号幅值大于1V时，也可利用二极管去除负半周信号，采用LM358进行放大，这种思路能够降低成本；但实际应用中发现，很多磁电传感器信号幅值为0.5~1V，为了使设计电路能够变换最小幅值为0.2V的信号，在电路中考虑使用基于LinCMOSTM技术的TLC277二路精密单电源运算放大器是优选的方案。
TLC277二路精密单电源运算放大器采用单电源5V供电，相对于正负电源供电，使得电路结构非常简单。而运算放大器输出受电源供电影响，输出限制为3.5V左右。
而滞环比较器，在5V供电时，其上限转换电压为1.9~3.5V，下限转换电压为1.5~3.1V，为提高信号转换的准确性，采用电阻R5、R6调整TLC277二路精密单电源运算放大器输出。在TLC277二路精密单电源运算放大器限制电压为3.5V时，通过电阻R5、R6可将电压提高到4V以上，高于3.5V的最高转换电压；而在TLC277二路精密单电源运算放大器输出为零时，电阻R5、R6将电压提高为0.5V，低于1.5V的最低转换电压，因此，提高TLC277二路精密单电源运算放大器输出电压后可有效提高磁电传感器转速信号调理的准确性。
上述的滞环比较器为HEF4093施密特触发器2，电容C36连接于HEF4093施密特触发器2的Vdd针脚和A1针脚，HEF4093施密特触发器2的Vss针脚接地，HEF4093施密特触发器2的O1针脚连接于Port2接口。HEF4093施密特触发器2常用于脉冲整形，由4个2输入端施密特触发器电路组成。HEF4093施密特触发器2具有滞后特性，当输入电压
上升到正向阈值电压
时，EF4093施密特触发器2翻转输出低电平，而当输入电压下降为
时，EF4093施密特触发器2输出仍保持低电平，只有当输入电压下降到下限阈值电压
时，EF4093施密特触发器2输出变为高电平信号，该滞后特性在进行脉冲整形时可有效消除噪声干扰影响，保证信号输出的稳定性。
Claims (3)
1.一种磁电传感器转速信号调理电路，其特征在于：包括用于磁电传感器正弦信号输入的Port1接口、运算放大器（1）、滞环比较器以及用于输出转速方波信号的Port2接口，Port1接口经过电阻R1、稳压二极管D1和电阻R2连接于运算放大器（1）的同相输入端，电阻R3连接于运算放大器（1）的反相输入端，电阻R4连接于运算放大器（1）的反相输入端和输出端，滞环比较器经电阻R5、电阻R6连接于运算放大器（1）的输出端，Port2接口连接于滞环比较器。
2.根据权利要求1所述的磁电传感器转速信号调理电路，其特征在于：上述运算放大器（1）为TLC277二路精密单电源运算放大器。
3.根据权利要求1所述的磁电传感器转速信号调理电路，其特征在于：上述的滞环比较器为HEF4093施密特触发器（2），电容C36连接于HEF4093施密特触发器（2）的Vdd针脚和A1针脚，HEF4093施密特触发器（2）的Vss针脚接地，HEF4093施密特触发器（2）的O1针脚连接于Port2接口。
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Application publication date: 20120815 |