CN103983296B - 用于检测测量值的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于检测至少一个测量值(116)的一种方法,其中由单元(94)给传感器(103)提供周期性信号,该周期性信号从该单元(94)的脉冲发生器(96)的时基中来导出,其中该单元(96)的时基以该传感器(103)的脉冲发生器(104)的时基来表达,并且其中所述至少一个测量值(116)在至少一个扫描时间点处被检测,该扫描时间点通过该传感器(103)的脉冲发生器(104)的时基来预定,该时基与该单元(94)的脉冲发生器(96)的时基相匹配。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测测量值的一种方法和一种装置。
背景技术
在汽车技术并从而在机动车中,规定利用设置在机动车中的传感器来检测机动车的运行参数。在此被传感测量的运行参数值被输送给控制设备,并在那里被处理以进一步分析。在此情况下尤其应注意的是由该传感器检测运行参数值时的时间流程或时间顺序。这可能意味着向每个所测量的测量值明确分配测量该测量值时的时间点。但是在此情况下应注意的是,用于检测测量值的传感器(例如该传感器的对时间间隔进行预定的时钟发生器)的内部时间参照一般不是必定与该控制设备的内部时间参照并从而不是必定与被用于对值进行处理的控制设备的时钟发生器的内部时间参照相同步。
发明内容
在此背景下,推荐了根据本发明的一种方法和一种装置。根据本发明的用于检测至少一个测量值的方法,其中由单元给传感器提供周期性信号,该周期性信号从该单元的脉冲发生器的时基中来导出,其中该单元的时基以该传感器的脉冲发生器的时基来表达,并且其中所述至少一个测量值在至少一个扫描时间点处被检测,该至少一个扫描时间点通过该传感器的脉冲发生器的时基来预定,该传感器的脉冲发生器的时基与该单元的脉冲发生器的时基相匹配。根据本发明的用于检测至少一个测量值的装置,其包含有传感器,其中单元被设置用于给该传感器提供周期性信号,该周期性信号从该单元的脉冲发生器的时基中来导出,其中该传感器具有用于恢复该单元的脉冲发生器的时基的模块,该模块构造用于把该单元的脉冲发生器的时基以该传感器的脉冲发生器的时基来表达,并且其中该传感器构造用于在至少一个扫描时间点处检测至少一个测量值,该至少一个扫描时间点通过该传感器的脉冲发生器的时基来预定,该传感器的脉冲发生器的时基与该单元的脉冲发生器的时基相匹配。
利用所推荐的方法尤其能够利用异步传感器、例如机动车内燃机的喷射设备的数字高压传感器和/或温度传感器来同步地检测测量值。
在此可以针对该传感器而在扩展方案中实现一种体系架构,其中即使该传感器的数字信号处理的时钟速率和/或时基应该与另一外部单元的信号处理的时钟速率和/或时基相异步地进行,利用该体系架构也可以与该单元、例如控制设备的时基相同步地检测该传感器的测量值,并能够由此生成测量信号。该传感器的时基在此甚至可以是不精确的,与该外部单元的标称频率相偏离和/或缓慢地改变,其中该传感器的时基例如可以由作为时钟发生器的、简单的和不精确的振荡器来导出。时钟发生器被构造用于生成例如具有参照频率的周期性时钟信号,其中由该参照频率来导出时基并从而导出用于对信号、例如测量信号进行处理的时间参照。
所设置的单元的特征在于,其具有以下时基,该时基的时间间隔通过时钟发生器的周期性信号来预定。另外该单元还给该传感器提供周期性信号、一般是同步信号。该单元也可以作为该传感器的测量信号的接收器来构造。
在该传感器中信号处理的时钟速率以及测量值的获取可以与该单元的时钟速率无关。但规定扫描间隔的时基与该单元的时基相同步。该传感器可以与该单元的时基相同步地扫描测量值,其中该测量值的扫描时间点由该单元来确定。
该方法例如可以用于内燃机的喷射设备。在此情况下针对燃烧周期而高度精确地确定喷射时间点,并且非常精确地确定燃料的喷射量。在柴油发动机中要喷射到汽缸中的燃料具有非常高的压力。在此情况下在构造为轨道压力传感器的压力传感器中求得与在构造为共轨设备的喷射设备的存储器(轨道)中燃料的当前压力有关的信息。在该用于燃料的存储器中的压力值在此被以大的分辨率确定。此外在这种情况下可以称作控制设备的该单元以高的时间分辨率精确地宣布压力测量的时间点。在此把该测量的时间点、也即该测量参量的扫描时间点精确地分配给所求得的测量值。在此情况下时间误差越小,可以越精确地控制喷射。
因为在本方法的扩展中在由该单元所预定的扫描时间点处来确定压力的测量值,所以降低了用于计算喷射量的测量值的公差和不精确性。从而可以与该单元的时基相同步地来由该传感器确定压力测量值,如此使得该单元向该传感器通过扫描时间点来预定压力测量的扫描间隔以用于检测测量值。该传感器的测量值从而与该单元的时钟速率和/或时基相同步地由该传感器来求得或检测。从而能够高度精确地同步测量压力值。
相反在异步扫描压力测量值情况下的时间误差与所规定的同步扫描相比明显更大,这由于耗费的、根据该单元的时基来反算(重新采样)异步扫描值的算法而也不能被避免,因为这样所确定的值与同步扫描相比而经历大的时间噪声(计时噪声,抖动),由此降低了测量值的分辨率。
为了能够在传感器上与该单元的时基相同步地执行测量值的扫描,由该单元给该传感器通过扫描时间点来预定扫描速率,其中该传感器能够从该扫描速率中导出扫描间隔的时长。替换或补充地,由该单元向该传感器传输通常周期性的同步信号,该同步信号可以包含扫描时间点和/或与之耦合。从同步信号中可以由该传感器导出时钟信息。为此例如该同步信号的同步脉冲可以被用在传感器的外围数字接口的PSI5传输模式中。
也可以在由该单元传输至该传感器的数据流和/或数据包中作为周期性信号而包含经调制的数字数据信号、通常是周期性同步信号,从中可以从所调制的数据符号和/或数据帧的间隔时长来导出时钟信息。为此可以在该数字数据流中传输特殊的同步消息或同步序列。
在扩展中所传输的同步信号由该传感器的模块来探测,其中该模块构造用于检测并恢复该时钟参照和/或时间参照作为该单元时钟发生器的时间。在该传感器中所设置的、用于恢复该时钟参照和/或时间参照作为该单元的时基的该模块从所探测的周期性同步信号中导出该单元的时基,将其变换为该传感器的时基,并将该单元的时基以该传感器的异步时基来表达。该单元的时基被转移到该传感器的时基上,由此能够由该传感器来导出用于检测测量值的扫描时间点的扫描间隔。
另外,同步扫描的测量值基于该传感器的异步时基而被处理。可以通过与该传感器的异步时钟发生器相协调的数字接口通过测量信号来传输该测量值的数据。替换或补充地该单元也可以通过它的同步信号来触发该传感器对测量信号的传输。从而在该单元中能够把所接收的数据与该同步信号相配对,其中该数据与该单元的时基相同步地被检测。
在另一扩展中,如果该传感器的时间参照与该单元相异步,也可以为该传感器的、与该单元的时基或时间参照同步的测量值来生成扫描间隔并从而生成检测间隔。为此从该同步信号所导出的该单元的时基以与该单元的时基异步的该传感器的时基的分别当前时间单位来表达。在这种情况下,德尔塔-西格玛调制器的输出信号的采样间隔(Dezimationsinterval)的时长由该单元来确定,但不是固定地预定,其中该时长以该传感器的异步时基的时间单位来测量。在该传感器中所设置的和/或分配给该传感器的、用于恢复该单元的时基并从而恢复该单元时钟速率的模块从由该单元所传输的、通常周期性的同步信号中导出该单元的时基。该单元的时基的频率、间隔时长和相位被分别以该传感器的异步时基的当前时间单位来表达。所述采样间隔现在可以可变地被确定为该单元的时基间隔长度的部分或倍数,其中扫描时间点的采样间隔的长度与该单元的时基相同步。
本发明的其他优点和扩展由本说明书和附图得出。
应认为,前述的以及在下文中还要解释的特征不仅可以分别以所说明的组合、而且还可以以其他组合或单独地采用,而不脱离本发明的范畴。
附图说明
图1以示意图示出了用于把物理测量参量变换为时间离散的数字信号的一个例子。
图2以示意图示出了德尔塔-西格玛模/数变换器的一个例子。
图3示出了图2的德尔塔-西格玛模/数变换器的信号图。
图4以示意图示出了传感器和单元的异步时钟发生器的例子。
图5示出了图4的传感器和单元的异步时基图。
图6示出了传感器和单元的同步时钟发生器的图。
图7示出了图6的传感器和单元的同步时基图。
图8示出了用于实施同步PSI5传输的一种装置的一个实施方案。
图9示出了与单元的时基相同步的扫描的一个例子,相反传感器的时基同时与该单元的时基相异步。
图10示出了根据本发明的一种装置的第一实施方案,其中该装置具有传感器,该传感器具有与单元相异步的时间参照,该装置对测量值进行同步扫描并以异步时钟速率来进行信号处理。
图11示出了根据本发明的一种方法的第一实施方案的图,其中该方法以可变的采样速率来对德尔塔-西格玛调制器的输出信号进行采样。
图12示出了根据本发明的一种方法的第二实施方案的图,具有涉及单元的频基和传感器的频率刻度的信号频谱。
图13以示意图示出了在本发明范畴内所采用的数字锁相回路(Phase Lock Loop,PLL)的基本结构的实施方案。
图14以示意图示出了根据本发明装置第二实施方案的传感器实施方案的电路框图,其中该装置具有与单元相异步的时基并且与该单元相同步的测量值检测。
图15以示意图示出了误差跟踪同步器的实施方案。
图16以示意图示出了用于恢复单元的时基的锁相回路的第一实施方案。
图17以示意图示出了用于恢复单元的时基的锁相回路的第二实施方案。
图18以示意图示出了用于恢复单元的时基的锁相回路的第三实施方案。
图19以示意图示出了具有可变采样速率的数字采样器的第一实施方案。
图20以示意图示出了具有可变采样滤波器的数字采样器的第二实施方案。
图21以示意图示出了用于通过传感器的数字接口来实现异步数据传输的一种装置的例子,其中测量值设置有单元的时基的时间戳。
图22以示意图示出了具有PSI5接口的压力传感器的例子,其中在传感器的异步时基的情况下,与构造为控制设备的单元相同步地检测测量值。
具体实施方式
本发明借助附图中的实施方案被示意性地示出,并在下文中参照附图来详细描述。
附图被关联而全面地描述,相同的参考符号表示相同的部件。
图1以示意图示出了第一和第二图,其分别具有作为横坐标的时间轴2。沿各个图的纵坐标4绘制了以伏特为单位的电压。另外图1还以示意图示出了电路框图,其中具有由测量元件8所检测的物理信号6、模/数变换器10和构造用于数字信号处理的模块12。
该物理信号6由该测量元件8转换为时间连续的电信号14,该电信号利用该模/数变换器10被转换为时间离散的、带宽有限的信号16,其中该信号16具有系统所决定数量的量化级。在此情况下该模/数变换器10从该时间连续的信号14中以固定的时间间隔TS、所谓的扫描间隔来生成包含有量化的、时间离散的数据值的信号16,该信号16被用作利用该模块12而进行的数据字信号处理的输入信号。
图2以示意图示出了所谓德尔塔-西格玛模/数变换器18的一个例子,该德尔塔-西格玛模/数变换器18包含有德尔塔-西格玛调制器20。另外该德尔塔-西格玛模/数变换器18还包含有数字采样器26,该数字采样器具有低通滤波器22(Low-Pass-Filter)以及用于对信号进行降采样(Downsampling)的模块24。
利用该德尔塔-西格玛模/数变换器18可以在比较低的信号带宽(扫描速率)的情况下实现大的分辨率(有效比特宽度),其中在约20kHz的信号带宽情况下可以实现约10比特的信号分辨率。可以利用该德尔塔-西格玛模/数变换器18来处理具有至少1MHz的信号带宽。另外还可以利用该德尔塔-西格玛模/数变换器18把模拟信号转换为数字信号,其中仅采用一个与模拟信号处理组合的1比特模/数变换器。
图3的图中分别包含有作为横坐标的时间轴2,其中在第一个图中示出了输入的模拟信号28,在第二个图中示出了该德尔塔-西格玛调制器20的1比特输出信号30。在此在该输出信号30的两个数据和/或时间标记之间设置有时间间隔29TC。包含有被扫描测量值的离散模拟信号28被输送给该德尔塔-西格玛调制器20,该德尔塔-西格玛调制器从中生成具有时钟速率1/TC的k倍过扫描(oversampled,过采样)1比特信号来作为输出信号30。第三个图示出了该采样器26的具有时钟速率1/TX=1/(k*TC)的n比特输出信号32。该德尔塔-西格玛调制器20的以时钟速率1/TC过扫描的1比特输出信号30被利用该低通滤波器22滤波,并采样为时钟速率1/TS,其中在恒定长度34 TS=k*TC的采样间隔上来形成1比特值的平均值。在一个采样间隔的结束时,在该采样器26的输出端上为n比特输出信号32以时钟速率1/TS来提供n比特宽的数字数据值36、38、40。
由该低通滤波器22与该模块24相组合而提供的采样器26执行扫描速率降低。这种采样器26作为该德尔塔-西格玛模/数变换器18的部件可以高效地作为例如是一种Sinc滤波器的CIC滤波器(cascaded integrator comb,级联积分梳)而利用积分块、微分块和扫描速率降低块来实现。该采样器26分别对该德尔塔-西格玛调制器20的1比特宽输出信号30在该时间间隔TS上进行积分和求平均,并在该较大扫描间隔上利用n比特宽平均值来输出该输出信号32。
图4以示意图示出了传感器42的一个例子,其中该传感器具有作为时钟的自振荡时钟发生器44,其以可变频率fck=1/Tck来预定时间间隔,其中该频率可以漂移几个百分比。还在图5的第二个图中沿着时间轴2示出由该时钟发生器44所生成的时基46,在该时间轴中示出了在两个时间标记49之间的时间间隔47 Tck。在图4中示意性示出的外部单元48的例子相反则包含有作为时钟的高精度时钟发生器50,其中该外部单元在此作为该传感器42的测量数据的接收器来构造,该时钟发生器50以恒定频率f0=1/T0来预定时间间隔。由该单元48的时钟发生器50所提供的时基52在图5中在第一个图中沿着时间轴2来示出。在此在两个时间标记53之间设置有时间间隔51 T0。由于该传感器42的时钟发生器44的波动,该传感器的时基46与该单元48的时钟发生器50的时基52相异步54。
通过用于给该单元48提供测量信号的该传感器42对测量值的扫描56依赖于该传感器42的时钟发生器44的精确度。图5的第三个图示出了沿时间轴2的时基58,该时基的特征是在两个扫描时间点57之间具有扫描间隔59 Tsample=n*Tck。
在该传感器42中为了提供时基46来作为时间参照和时钟发生器,作为时钟发生器44(时钟)而典型地采用了振荡器,该振荡器基于的是谐振器,并且是集成电路结构的组成部分。谐振器的谐振频率可能由于器件的过程散布以及由于温度和老化效应而剧烈变化。例如RC、LC或RLC振荡器可以作为集成电路的组成部分利用模拟半导体技术来简单实现,其中可以省略外部振荡器。作为时钟发生器44的这种振荡器的频率典型地由于过程散布以及所述的效应而与它的标称频率偏差几个百分比。此外该振荡器的频率可能由于环境影响、例如温度变化而缓慢漂移。
在机动车中,该传感器42的和作为控制设备(Electronic Control Unit,ECU,电子控制单元)而构造的该单元48的时基46、52可能是相互异步54的,并且该传感器42的时基46从而与该单元48的时基52之间不是固定的比例。也即,该单元48和该传感器42的时钟发生器44、50的频率1/T0、1/Tck同样相互之间不具有固定的比例,并且时基46、52的相位可以相互偏移。时基58的传感器侧扫描间隔59在此由该传感器42的时钟发生器44来导出,并典型地是该时钟发生器44的时间间隔51的固定的n倍,其中Tsample=n*Tck。因此通过该传感器42的时钟发生器44的时基46来预定该扫描时间点57的时长,如此使得该传感器42的扫描时间点57和扫描间隔59可以不受影响。
在图6中示意示出的装置包含有传感器60的另一例子,该传感器的用作时钟的时钟发生器62通过同步信号64来同步,其中该同步信号根据单元48的时钟发生器50的时基52而被提供给该传感器60。在此规定,该单元48与该传感器60交换信号并且可以作为控制设备来构造。从而对于该传感器60的时钟发生器62而得到了时基66(传感器时基),该时基具有在两个时间标记65之间的时间间隔67 Tck,该时基66在图7的第二个图中沿着时间轴2来示出并且与该单元48的时钟发生器50的时基52相同步68,其中该时基52在图7的第一个图中沿着时间轴2来示出。与此相应,针对扫描70,并从而针对通过该传感器60对测量值的检测,得到了在图7的第三个图中沿时间轴2所示的、作为扫描时基而设置的时基72,该时基72具有在两个扫描时间点71之间的扫描间隔73 Tsample,该时基72与该单元48的时基52相同步68。
因为该单元48与该传感器60的时基52、66相同步,所以这些时基相互之间具有固定的比例。在此情况下该传感器60和该单元48的两个时钟发生器50、62相互同步,如在空间分离的位置上所进行的并相互补偿的周期性处理情况中一样。一般该单元48作为主机预定一个频率,该传感器60作为从机与该频率相同步,其中该传感器60把它的时钟发生器62的本地频率与该单元48的时钟发生器50的频率相匹配。该单元48向该传感器60传输该同步信号64,其中由该同步信号可以恢复该单元48的时钟。为此可以采用锁相回路,例如频率锁相回路,其中可以从该锁相回路中来导出该单元48的时钟发生器50的时基52的频率和相位。用于预定时间间隔并设置于该传感器60中的本地时钟发生器62的频率可以与该单元48的时钟发生器50的另一频率相补偿。
用于扫描70作为从机的传感器60的测量值的扫描间隔73由该传感器的对时间间隔进行预定的时钟发生器62来导出,其中该时钟发生器62与该单元48的时钟发生器50相同步。从而在该传感器60中测量值的扫描与该单元48的时钟频率相同步68。从而在该传感器60中测量信号的扫描时间点71的时基72能够与在该单元48中的时基52相互之间成固定的比例,例如Tsample=Ts=n*Tck=n*T0。
图8的图以示意图示出了一种装置,其具有通常作为控制设备来构造的单元74和传感器76。在此规定,该单元74向该传感器76提供同步信号78,该同步信号的走向在图8的第一个图中沿时间轴2来示出,在该时间轴2上用纵坐标80来绘制电压。该同步信号78是周期性电压脉冲序列,其在两个作为时间标记84的、高度约为2.5V的脉冲之间具有同步间隔82 Tsync。可选地该电压脉冲另外也可以是信息的载体,其中该信息借助脉宽调制而被传输。为了在该传感器76与该单元74之间提供通信,从该传感器76开始向该单元74提供电流调制的信号86,该信号在图8的第二个图中沿作为横坐标的时间轴2来示出,在该时间轴上绘制了以安培为单位的电流ΔIs作为纵坐标88。经电流调制的信号86包含有多个数据帧89,这些数据帧分别具有长度90并在该同步信号78的两个时间标记84之间的间隙中从该传感器76传输到该单元74。
在机动车中,或者采用异步传输技术(例如SENT)或者采用同步或时间控制的传输技术(例如PSI5或TT-CAN)来在该传感器76与该单元74之间进行数据传输。在同步传输情况下,作为主机的单元74的时基52的具有信息的时钟被传输到该传感器76,这可以利用该同步信号78来实现。
该传感器76也可以从所接收的数据信号中来获取该时钟信息。例如也可以通过周期重复的参照消息来提供所述同步。也可以从所传输的数据符号的间隔时长中导出该时钟信息。
利用PSI5接口作为传感器接口的扩展方案,可以采用经电流调制的两线传输技术,其中数据以数据帧89来组织,这些数据帧在可能的扩展方案中由13至33个经曼彻斯特编码的数据比特组成。在多个、在此分别为三个数据帧89之间设置有间隙,在这些间隙中不传输数据。该PSI5接口可以使用同步的或异步的传输模式。
在此该单元74作为主机来传输同步信号78,所述同步信号包含有经周期性电压调制的时间标记84,从这些时间标记中作为从机的该传感器76导出时序(Timing),以发送该传感器的数据帧89。在同步传输模式中,利用PSI5接口可以实施一种总线传输,因为至少一个传感器76作为该总线的用户可以从在此所提供的、该同步信号78的脉冲形时间标记84中导出用于处理测量值和用于发送测量信号的时间点,其中所述测量信号基于测量值。因为所述至少一个传感器76可能不具有高度精确的时钟发生器来作为时钟发生器,所以该传感器76的时基可能相对于该单元74的时基而变化,由此该传感器76通过该PSI5接口发送它的数据帧89所处的时间点可能相对于该单元74的时基而变化。
图9的图分别沿时间轴2示出了可以构造为控制设备的单元(图5或7)的前述时基52、以及传感器(图5)的与时基52异步的时基46。在该方法的实施中,规定该时基72作为用于扫描测量值的扫描时基而仍旧与该单元的时基52相同步。
在图10中示意性示出了一种装置92的实施方案,该装置包含有单元94、在此为控制设备,该单元94具有高度精确的时钟发生器96,该时钟发生器具有晶体以提供时间参照,该时钟发生器的时基在此通过该精确振荡的、预定周期性时间间隔的晶体来生成,该单元94还具有用于接收数据的模块98和用于根据该时钟发生器96的时基来生成原始的周期性同步信号102的模块100。作为其他的部件,该装置92包含有传感器103,该传感器具有自振荡的时钟发生器104,该时钟发生器104预定时基来作为该传感器103的时间参照。该传感器103的时钟发生器104的频率和/或时钟速率随时间变化而变化。因此该传感器103的内部时基和/或时间参照与该单元94的时钟发生器96的时基相异步106。
由该单元94传输到该传感器103的同步信号102由该传感器103的信号探测器108来接收、探测,并接着被提供给模块110,以恢复该单元94的时钟速率和/或间隔时长并从而恢复该单元94的时基。另外该同步信号102还由该信号探测器108提供给模块112以进行数据传输。用于恢复时基的该模块110把利用该同步信号102所提供的时基、并从而把该单元94的时钟发生器96的频率和/或相位以该传感器103的时钟发生器104的时基来表达,并把与该时钟发生器104的时基相匹配的、用于扫描间隔的信号111(例如控制信号和触发信号)传输到模块114以用于扫描并从而用于检测测量值116。
在此所设置的扫描速率以及所设置的扫描时间点和/或扫描间隔由该单元94的时钟发生器96来预定,并且与该时钟发生器96相同步。但是该扫描速率、该扫描时间点和/或该扫描间隔与该传感器103的时钟发生器104相异步。在所设置的扫描时间点处所扫描的测量值116由用于扫描的模块114传输到用于信号处理的模块118,并从那里开始被传输到用于数据传输的模块112,在数据传输时至少一个测量信号120由该模块112传输到用于接收数据的模块98。在此情况下利用该测量信号120传输的测量值116与该单元94的时钟发生器96相同步。
该模块110构造用于从传输该单元94的时基的同步信号102中导出该单元94的时间参照,其中该时间参照再次以该传感器103的异步时间参照的时基来表达。为此在扩展方案中可以进行该传感器103的时基的变换,其中该传感器103的时基与该单元94的时基相匹配。从与该单元94的时基相协调的该传感器103的经修改的时基中来导出用于扫描测量值116的扫描时间点。
图11的图分别包含有时间轴2,其中在第一个图中示出了模拟输入信号122,在第二图中示出了在两个数据和/或时间标记之间具有时间间隔29 Tc情况下具有速率1/Tc的在德尔塔-西格玛调制器的输出端上的1比特输出信号124,在第三个图中示出了具有可变采样速率的采样器的n比特宽输出信号126,其中该德尔塔-西格玛调制器以及该采样器构造为用于检测测量值的传感器的部件。
在此规定,用于扫描测量值的采样间隔123、125与该单元的时钟发生器的时基和/或时间相匹配,该时基和/或时间在该传感器中的为此而设置的用于恢复该单元的时基的模块中从该单元所提供的同步信号中被导出。采样间隔123、125现在长度不同,并且可以被确定为该德尔塔-西格玛调制器输出信号124的两个数据和/或时间标记之间通常恒定的时间间隔29 Tc的倍数或一部分。从而在此第n个采样间隔123具有长度Ts(n)=M(n)*Tc,其等于该时间间隔29 Tc长度的M(n)倍,并且第n+1个采样间隔125具有与之不同的长度Ts(n+1)=M(n+1)*Tc。因此对于采样间隔123、125使用与该单元的时钟发生器时基相关的采样因子M(n)、M(n+1),这些因子被表达为在与作为传感器的时钟发生器相关的两个数据和/或时间标记之间的时间间隔29 Tc的倍数。
图12的前两个图分别包含有横坐标128,沿该横坐标绘制了以赫兹为单位的频率。沿第一个和第三个图的纵坐标130绘制了该测量信号的信号频谱1320、1322、1324、1326、140,其中信号频谱1320、1322、1324、1326是在时域中的测量信号s(t)的傅立叶变换S(f)。沿该第二个和第四个图的纵坐标136绘制了被采样的信号频谱135、142、143、144。
第一个和第二个图涉及另一外部单元的频基(Frequenzbasis)并从而涉及关于该单元的时基的信号的傅立叶变换,其中该外部单元在此作为控制设备来构造。该第三个和第四个图同样包含有横坐标129,沿着该横坐标绘制了以赫兹为单位的频率,并且第三个和第四个图涉及传感器的频基、也即关于传感器时基的信号的傅立叶变换。如果信号在时域中被扫描,那么就在频域中以该扫描频率来周期性地重复该信号的信号频谱。
在该第一个图中,在该传感器上具有信号频谱1326的信号例如以该传感器时基的不同扫描频率1330、1332、1334被扫描。该信号频谱1326由此周期性地以相应的扫描频率1330、1332、1334而被重复。在扫描频率1330下,信号频谱1324周期性地出现,在扫描频率1332下,信号频谱1322周期性地出现,以及在扫描频率1334下,信号频谱1320周期性地出现。以相应扫描频率1330(1/TS1)、扫描频率1332(1/TS2)或扫描频率1334(1/TS3)被扫描的信号利用低通滤波器134被滤波,由此去除了周期性重复的频谱分量。
该第二个图关于该单元的频基而示出了以扫描频率137被扫描的信号的被采样的信号频谱135。在以因子Mi进行采样时,被扫描的信号频谱1320、1322、1324所重复的周期1/TSi被降低到该因子Mi分之一。针对不同的扫描频率1330、1332、1334(1/TS3)分别如此来选择采样因子M1、M2或M3,使得被采样的信号频谱135被周期性重复的采样频率1/T=1/(M1· TS1)=1/(M2· TS2) =1/(M3· TS3)分别是相等的。
该传感器的高速率扫描频率1330、1332、1334 1/TSi相对于该单元的频基是极其不同的。但因为对于不同的扫描频率1330、1332、1334而分别生成了匹配的采样因子,所以被采样的信号关于该单元的频基和/或扫描频率137而分别具有相同的周期和扫描频率。
在第三个图中关于该传感器的频基而示出了被扫描信号的信号频谱140。该横坐标129以所接收信号的传感器专有扫描速率为单位来示出频率,相反沿纵坐标130绘制了信号频谱140。被扫描和/或被接收的信号的信号频谱140周期性地以该传感器的扫描速率1391/TS重复和/或被扫描,以及利用低通滤波器134被滤波,由此去除了周期性重复的频谱分量。
该第四个图关于该传感器的频基而示出了被采样信号的信号频谱142、143、144。在利用因子Mi进行采样时,被扫描的信号频谱142、143、144所重复的周期1/TSi被降低到因子Mi分之一。可变的采样因子Mi被如此来选择,使得被采样的信号具有与该单元的时基相同步的扫描速率。这意味着,Mi被如此来选择,使得该传感器的频基的变化被补偿。因此信号频谱142、143、144被周期性重复的频率间隔145 1/(M3·TS)、146 1/(M2·TS)和147 1/(M1·TS)关于作为传感器频基的频率轴的横坐标129而是不同的。测量信号由该传感器利用该传感器时钟发生器的变化的扫描速率139 1/TS扫描。
从而由于该传感器的自振荡时钟发生器与该单元的时间参照相异步,其中该单元的时间参照通过该单元的时钟发生器来确定,所以在该传感器的德尔塔-西格玛调制器上一般以可变的变化频率来执行扫描。利用所恢复的与该单元的时基有关的信息,该传感器可以通过可变调节的采样因子M1、M2、M3在测量信号的信号路径中对扫描频率的变化进行补偿。被采样的测量信号的信号频谱135、142、143、144关于该单元的频率刻度具有固定的频率间隔145、146、147,因为可变的采样因子M1、M2、M3补偿了扫描频率1330、1332、1334的变化。利用可变采样因子M1、M2、M3而被采样的信号频谱142、143、144关于该传感器的频率刻度具有对应可变的频率间隔。
采样间隔的长度可以通过可变的采样因子M1、M2、M3而以该传感器的时钟发生器和/或时基的当前时钟单位来表达。该长度由该传感器从该单元的周期性同步信号中来导出,其中可以根据该单元的时基来对用于测量测量值而设置的扫描时间点进行检测。为此该单元的时钟参照可以从该单元传输给该传感器的周期性同步信号中来恢复,并传输到该传感器的异步时基的分别当前的时间单位中,其中该单元的时钟信号以该传感器的时基的时间单位来表达。
在图13中示意性示出的装置包含有也可称作锁相回路150的数字锁相环基本结构、相位探测器152、设置用于进行调节的以对信号循环进行调节和/或滤波的环形滤波器154(Loop-Filter、Loop-Controller,环形控制器)、以及数字调节和/或控制的振荡器(Digital Controlled Oscillator,DCO)或者对应的数字模块。在此规定,给该相位探测器152不仅输送输入信号158,而且输送作为该输入信号158的输出信号164的、在该锁相回路150中所生成的估计信号。
该相位探测器152的输出信号是相位误差信号160,该相位误差信号由该输入信号158与构造为估计信号的输出信号164之间的偏差来确定。该相位误差信号160用作该环形滤波器154的输入信号。该环形滤波器154的数字输出信号162作为调节或控制信号来构造,其中它是该数字控制的振荡器156(DCO)的输入信号。该数字控制的振荡器156的输出信号164具有该输入信号158的估计频率和/或相位。通过该输出信号164的相位与该输入信号158的相位的比较,该相位探测器152生成该相位误差信号160,该相位误差信号用于在该数字控制的振荡器156中重新调节频率。
该单元的时基利用构造为锁相环的锁相回路150而被恢复。在此情况下规定,该锁相回路150的输入信号158是周期性信号。该锁相回路150的输出信号164在起振状态下具有频率,该频率等于该输入信号158的频率的平均值。
该数字调节的振荡器156(DCO)的频率通过作为控制信号的数字输出信号162而被调节,其中该输出信号162由该环形滤波器154来提供,该环形滤波器在此作为调节器和/或低通滤波器来构造并确定构造为锁相环的锁相回路150的带宽。
由该相位探测器152来生成该相位误差信号160的值,其中该值或其平均值是该数字调节的振荡器156的相位与该输入信号158的相位之间偏差的函数。作为相位探测器152可以采用相位-频率探测器,其输出信号包含该相位误差信号160。所述的锁相回路150可以作为传感器的部件来构造,用于根据由单元所提供的作为输入信号158的同步信号来恢复用于该单元的时基的时钟发生器的周期性时钟信号。该输出信号164或构造为控制信号的输出信号162的值可以被传输给该传感器的采样器。
通过在传感器上对测量值的同步扫描,其中该传感器虽然具有独立的、异步的时基,可以把同步扫描与独立时基的鲁棒性和灵活性相结合。一般利用自振荡的、异步的时钟参照的时基并从而利用该传感器的时钟发生器的时基来执行该传感器的信号处理,其中该传感器的时钟发生器的时基的时钟间隔通过该异步的时钟发生器来预定。从而可以省略与外部主机相同步的信号处理。
利用作为主机而设置的该单元、通常是控制设备,来确定用于扫描并从而用于检测测量值的时间点,由此由该传感器向该单元通过测量信号所传输的测量值以该单元的时基而存在。在同步的测量值检测时,与该单元的异步检测相反,由该传感器所接收的测量值不被转换为该单元自己的时基,由此避免了分辨率损失。
在该传感器与所述外部的另一单元相同步进行的信号处理时的周期性干扰可能影响该传感器的时钟调节,这导致该传感器的时基漂移或偏差并且可以利用该方法来避免。在所推荐的该传感器的时钟发生器和/或时基的体系架构的情况下,该传感器的信号处理的时钟速率可以与该单元的时基无关地被恢复,由此使得时钟恢复的干扰仅仅对信号处理的时钟速率有微小的影响。
现在也不再需要该传感器的全部信号处理必须与该单元的时钟速率相同步。一般在运行开始时以及在该传感器有干扰时该传感器的时钟发生器的频率与该单元的时钟发生器的频率有偏差。因此该传感器的时基作为该传感器的时间参照与作为该单元时间参照的该单元的时基相同步,这在与该单元同步的传感器启动时在一个时间间隔内被执行,在该时间间隔期间该传感器的频率与该单元的频率相补偿,其中该传感器的时间参照可以被快速地改变。利用所推荐的具有异步时间参照的信号处理,可以避免把该传感器的时间参照的信号处理并从而把该传感器的时基的信号处理与该单元的信号处理相补偿的阶段。
利用所述的该传感器的时钟发生器的体系架构,其中它具有与该单元相异步的信号处理但具有相同步的测量值检测,尤其能够使得由该单元通常利用该同步信号所预定的、在用于检测测量值的两个扫描时间点之间的扫描间隔与该传感器的信号处理的时钟速率成任意的比例。
现在不需要在制造具有同步测量值检测和异步信号处理的传感器时把该传感器调制为作为主机的该单元的预定频率,由此降低了耗费并提高了该传感器的灵活性。
在图14中示意性示出了适于执行该方法一个实施方案的传感器166的例子的部件。该传感器166包含有时钟发生器168、德尔塔-西格玛调制器170和具有可变采样速率的数字采样器172,其中该采样器再次具有低通滤波器174和用于改变和/或降低扫描速率的模块176,其中可以通过外部信号来触发时钟降低(triggered downsampling,触发降采样)。另外该传感器还包含有用于处理由测量元件所提供的、通过信号而输入的测量值186的模块178,作为发送器182构造的用于生成发送信号的模块,用于恢复构造为控制设备的外部单元的周期性时钟信号的模块182,以及用于探测该单元的周期性时钟信号的模块184。另外图14除了示出包含输入的测量值186的该测量元件的信号之外,还示出了由未进一步示出的单元所提供的同步信号188和由该传感器166向该单元传输的数字测量信号190。
该传感器166的内部时基与该单元的时基相异步。但是该传感器166的测量值可以与该单元的时基相同步地被检测。为此,用于恢复该单元的周期性时钟信号和/或时基的该模块182把该单元的周期性时钟信号和/或时基变换为该传感器166的异步时基和/或该传感器166的时钟发生器168。此外还规定,该采样器172和该德尔塔-西格玛调制器170通过所恢复的该单元的时钟发生器的时钟和/或时基而被控制。
通常可变比的、作为用于以可变采样速率采样的模块的采样器172可以具有级联的体系架构,并包含有至少一个可变比的采样器、至少一个具有固定采样速率的采样器和/或线形相位FIR低通滤波器。
在图15中示意性示出了锁相回路192的另一例子的结构。该锁相回路192包含有探测器194,其构造用于指示相位误差或相位频率。另外该锁相回路192还包含有用于对信号循环进行滤波的模块196以及积分器198。在该锁相回路192运行时,给该探测器194输送周期性输入信号200,并由此再次导出相位误差信号202,由该相位误差信号,该模块196提供调节或控制信号204。如此处理的周期性输入信号200被继续输送给该积分器198。该积分器198的输出信号206被用于估计周期性信号,并被继续输送给在此未示出的、用于恢复另一外部单元的时钟发生器的时基和/或周期性时钟信号的模块。
为了恢复该单元的时基,可以采用不同的数字锁相回路192(PLL),其中该单元的时钟发生器的周期性时钟信号并从而该时钟发生器的时基的时间参照从所探测的周期性输入信号200中、一般是由该外部单元所提供的同步信号中被恢复。这种锁相回路192利用该输出信号206来提供能够用于控制该可变采样器的信号。该调节和控制信号替换地可以被用于确定以下因子,在图14的该传感器166的模块176中将扫描速率降低到该因子分之一。在此情况下可以针对该采样器而采用通常可变的采样因子M,或者针对扫描时间间隔缩减器而采用开关-(触发)信号和/或显示-(切断)信号。该采样间隔的长度可以等于由该单元所预定的、在该单元的时钟发生器时基的时间标记之间的时间间隔的多倍或一部分。
在图16、17和18中示意性示出了作为数字锁相环而构造的模块210、212、214的三个实施方案,它们应设置在该传感器中并构造用于恢复另一外部单元的时钟发生器的周期性时钟信号以及由此导出的时基。在该方法的一个实施方案中规定,由该单元给每个模块210、212、214传输同步信号216。在图16、17、18中分别沿时间轴217示出了第n-1个被开关的时间标记218 ttrig(n-1)以及第n个被开关的时间标记220 ttrig(n)。例如另外还在时间上示出了周期性同步脉冲225、227。同步脉冲225、227的最大值大于阈值222。如果同步脉冲225、227达到该阈值222,那么就周期性地提供时间标记218、220。另外在图16、17、18中还示出了在这两个时间标记218、220之间的同步间隔224 Tsync(n)。另外全部三个模块210、212、214都在其输入端上具有探测器226,该探测器构造用于根据该阈值222的高度来探测时间标记218、220。
在图16中示意示出的第一模块210与作为传感器的时钟发生器228的振荡器相连,该振荡器典型地以在MHz范围内的频率来振荡。另外该模块210还包含有用于监控该同步信号216的开关时间的模块230,以及包含有构造为锁相环的锁相回路232,该锁相回路包含相位探测器240、用于对信号循环进行滤波和/或调节的模块234、用于对该时钟发生器228的频率划分(herunterteilen)的模块236——其中分频因子作为控制信号由该模块234来提供、以及用于对该模块236的周期性信号进行采样的采样器238。在实施该方法时,由该模块230例如把第n个时间标记220以该传感器的时钟发生器228的时间单位传输给该数字锁相回路232。该相位探测器240确定在所探测的时间标记220的时间点与该时间标记的估计值242之间的差。另外该相位探测器240输出误差信号244。该误差信号244被传输给用于对信号循环进行调节和/或滤波的该模块234。该模块234另外还提供控制信号,其中该可变采样因子246 M尤其与该控制信号相关。该模块236以可变的采样因子246来划分该时钟发生器228的时钟信号250。因为该同步间隔224的时长可以是该采样时间间隔时长的多倍:tM(n-1)=tck*M(n-1),所以可以由该受控分频器的间隔时长可选地通过该相位探测器240的采样器来形成同步间隔的数倍大的间隔时长。该信号是所期待的时间点的估计值,并从而也是探测该同步信号216的所期待时间标记220。
该传感器的时钟发生器228给该模块230提供第一时间标记248 tck(k)+tosc_jitter(k),并给在此作为受控分频器而构造的该模块236利用时钟信号250 tM(n-1)=tck*M(n-1)来提供第二时间标记。
图17的第二模块212同样包含有构造为锁相环的锁相回路251,该锁相回路具有相位探测器240、作为调节器的环形滤波器252、用于把该采样因子246与固定因子相乘的模块260、以及具有模运算的积分器264。该环形滤波器252的输入信号是误差信号244,该误差信号由该相位探测器240作为所探测时间标记220的时间点与该时间标记220的估计值242之间的差来形成。作为通常的环形滤波器252(Loop Filter)的例子在此示出了比例加积分滤波器。在此规定给延迟机构256的存储器提供起始值258。作为调节值的该控制信号262同时也是该积分器264的输入信号,也可以被用于提供可变的采样因子246 M。采样间隔可以小于通过该时间标记218、220来预定的同步间隔224。通过用于对该环形滤波器252的输出实施乘法的模块260,可以从该可变采样因子246中形成具有作为调节值的固定因子的另一控制信号262。该控制信号262因此被提供给具有模运算的积分器264的输入端。为了启动该传感器可以给延迟机构268的存储器提供起始值263。该积分器264的输出信号是时基的周期性时钟信号的估计时间点,其中该时钟信号由该单元来提供。该估计时间点替换地也可以被用作信号270来触发具有可变采样速率的采样器。
图18的模块214包含有锁相回路272,例如频率锁相回路。计数器288具有数字调节的振荡器的功能。该计数器288递增计数直至控制信号262的一个值,并且一旦计数器值298大于或等于控制值,那么就进行复位,以然后再次从0开始递增计数。在此情况下延迟机构294所存储的内容由加法器292来加上预定的恒定值290。该延迟机构294的内容在下一时钟中就是当前的计数器值298。由该加法器292所形成的和在下一时钟中被用作该延迟机构294的输入信号。当前的计数器值298是该计数器288的输出信号。
该控制信号262用作该计数器288的输入信号。比较器296把该计数器值298与该控制信号262的值相比较。如果该计数器值298大于或等于该控制信号262的调节值,那么复位信号270就被形成。诸如复位信号的该信号270把在该延迟机构294中所存储的计数值再次设置为0。由此执行计数器288的复位。
该信号270也可以向外传输,以用作采样器172的触发信号。替换地也可以把该控制信号262向外引导,并确定采样器的采样间隔的长度,其中该控制信号262把该同步间隔224的时长以该传感器的时间单位来表达。
在该探测器226中探测周期性同步脉冲225、227。如果在时间标记220处探测到同步脉冲225、227,那么就提供信号274,该信号标记已探测到同步脉冲225、227时的信号处理时钟。该信号274用作模块276的输入信号,其中还给该模块276输送计数器值298。
如果该信号274是有效的,那么就作为信号278来输出正好当前的计数器值298。该信号278用作该锁相回路272、在此为频率锁相回路的输入信号。可选地可以通过该信号274来触发或保持该锁相回路的功能。
该锁相回路272包含有模块240,该模块误差信号280作为在该信号278的当前计数器值与信号286的估计计数器值之间的差。该误差信号280用作该环形滤波器252的输入信号。该环形滤波器252可以作为具有低通特性的比例加积分滤波器来构造。该环形滤波器的输出信号是用作该计数器288的输入信号的控制信号262。该模块284根据它所存储的数学函数从该控制信号262中形成当前计数器值的估计值。
图19以示意图示出了传感器300的另一实施方案的一些部件,其中该传感器的构造最大程度地基于借助图14所示的传感器166的实施方案。在该传感器300的该实施方案中,现在规定,由该可变数字采样器172向数字处理单元302提供用于降采样(Heruntertaktung)的信号,其中该数字处理单元构造用于处理测量值186和/或测量信号190。该处理单元302根据该测量值186把与另一外部单元、例如控制设备的时钟发生器的时基相匹配的测量信号190提供给接口304,以进行数据的数字传输,其中该接口现在把该测量信号190转发到该单元。
在该方法的一个实施中,该德尔塔-西格玛调制器170的输出信号通过具有可变采样速率的采样器172被转换为具有较低扫描速率的信号。在此该采样器172的采样因子M通过该单元的时钟发生器的周期性同步信号来预定,由此由该单元来确定采样间隔并从而确定用于检测测量值的间隔。用于恢复该单元的时基的数字锁相回路、例如数字锁相环提供用于扫描速率降低器的采样因子M或触发信号。
从而根据该传感器的时间参照,利用可变的采样速率来执行采样。在此图11的图示出了利用可变的采样速率对德尔塔-西格玛调制器的输出信号进行采样。采样因子可以变化,其中该采样因子确定了高速率输入的测量值的数量。图12的图借助在频域中的信号频谱1320、1322、1324、1326示出了如何在该传感器的异步时钟速率中借助该可变采样器来生成被采样的测量信号,其中该测量信号关于该单元的频率刻度而具有固定的速率。
利用CIC(cascaded integrator comb,级联积分梳)滤波器可以在信号处理耗费方面非常高效地实现采样器,其中该CIC滤波器也被称作级联积分微分滤波器。在此可以采用通常与扫描速率降低相结合的线形相位、递归滤波器、FIR低通滤波器。
一种可能的CIC采样滤波器的结构包含有多个信号处理级,其中首先输入信号利用至少一个积分器被累加。在此情况下该积分器的数量对应于滤波器的阶。在至少一个积分器之后跟随着扫描速率降低器。在此对应于所预定的采样因子M仅把每第M个扫描值转发到下一信号处理级。在该扫描速率降低器之后跟随着至少一个微分器,其中微分器的数量对应于滤波器的阶。该微分器(Comb,梳)作为该采样器的组成部分现在以降低的采样速率1/M来工作。在高效实施CIC滤波器的情况下,在降低扫描速率之后不被使用的扫描值就不被计算,由此提供了多相滤波器。
在图20中示意示出了这种可变采样器306的一种实施方案,其中该采样器作为级联积分微分滤波器来构造。给该可变采样器306可选地前接了低通滤波器308。构造用于提供可变采样因子M(k)的该可变采样器306包含有积分器310,其具有加法器312和延迟机构314。另外该采样器306还包含有用于该采样滤波器降采样的模块316、包含有延迟机构314和加法器312的微分器318、以及模块320,其中该模块320包含有乘法器322并构造用于从采样速率的采样因子M(k)的倒数中来形成乘积324。在实施该方法时,向用于恢复另一单元、例如控制设备的时钟发生器时基的模块326和该采样器306提供采样开关信号328。
具有可变采样速率的采样器306从而可以利用CIC滤波器结构来实现。在图20中示例示出的可变采样器306包含有固定的低通级和第一阶CIC滤波器。作为扫描速率降低器而构造的模块316的切断信号通过恢复该单元的时钟发生器的时基和/或时钟信号(时钟恢复)而被确定,其中该采样因子M(k)和所恢复时基的采样速率可以相应地变化。
在此作为采样滤波器而构造的采样器306可以实施SINC滤波器传输函数。在被采样的输出信号的速率方面,该采样器306的传输函数在该采样因子M(k)变化时仅微小地变化,在此情况下在扫描速率降低之后未被使用的那些扫描值在进行多相滤波时也不被计算。
图21以示意图示出了一种装置360,其基于的是图10的装置92并且除了该单元94之外还包含有与图10的传感器103相比经过修改的传感器362。在此情况下补充地规定,用于恢复该单元94的时钟发生器时基的该模块110提供时间戳364,该时间戳连同匹配的信号111一起被提供给用于扫描测量值116的该模块114,其中该匹配信号在此作为同步信号来构造并包含有扫描间隔。
通常该单元94借助原始的同步信号102来触发通过数字接口对测量值116的传输,由此在该单元94中能够把所接收的测量信号120分配给原始的同步信号102。
替换地或补充地,可以通过该传感器362的数字接口把所扫描的测量值基于其异步时基来进行传输。如果该传感器362给与该单元94的时基相同步检测的测量值116设置有用于恢复该单元94的时钟发生器时基的模块的时间戳364,那么该单元94就可以把所接收的测量值再次分配给它的时基和/或它的时钟发生器。
在图22中示意示出的传感器330的实施方案包含有用于处理燃料压力的第一测量值332的第一路径和用于处理燃料温度的第二测量值334的第二路径。沿这两个路径中的每一个都依次设置有德尔塔-西格玛调制器336、固定预定的低通滤波器338、可变比的数字采样器340以及在此固定预定的采样器340。另外该第二路径包含有用于校正温度系数的模块344。作为其他的部件,该传感器330还包含有具有自振荡振荡器346的时钟发生器、用于校正偏移并用于放大信号的模块348、用于恢复单元、例如控制设备的时基的模块350、用于接收该单元的周期性同步信号354的输入接口352、以及用于把测量信号358输出到该单元的输出接口356。
在所推荐的用于检测并从而用于扫描至少一个测量值116、186、332、334的方法中,由单元48、74、94、通常是用于检查、也即用于控制和/或调节该传感器60、76、103、166、300、362的至少一个功能的控制设备来给该传感器60、76、103、166、300、330、362提供周期性信号,该周期性信号从该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52中被导出。该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52被以该传感器60、76、103、166、300、330、362的时钟发生器62、104、168、346的时基46来表达。所述至少一个测量值116、186、332、334在至少一个扫描时间点71处被检测,其中该扫描时间点通过该传感器60、76、103、166、300、330、362的时钟发生器62、104、168、346的时基46而被预定,该时基46与该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52相匹配。
在至少两个扫描时间点71之间的至少一个扫描间隔73一般可以表达为在该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52的至少两个时间标记53之间的至少一个时间间隔47的整数倍或整数分之一。
通常由该单元48、74、94作为周期性信号来提供同步信号64、78、102、188、354,通过该同步信号把所述至少一个扫描时间点71与该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52相同步。
所述的用于检测至少一个测量值116、186、332、334的装置92包含有传感器60、76、103、166、300、330、362。单元48、74、94被设置用于给该传感器60、76、103、166、300、330、362提供具有时间标记的周期性信号,其中该周期性信号从该单元48、74、94、50、96的时钟发生器50、96的时基52中来导出。该传感器60、76、103、166、300、330、362具有用于恢复该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52的模块110、182、210、212、214、350,该模块构造用于恢复该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52并表达为该传感器60、76、103、166、300、330、362的时钟发生器62、104、168、346的时基46。该传感器60、76、103、166、300、330、362构造用于在至少一个扫描时间点71处检测至少一个测量值116、186、332、334,其中该扫描时间点通过该传感器60、76、103、166、300、330、362的时钟发生器62、104、168、346的时基46来预定,该时基46与该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52相匹配。
用于恢复该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52的该模块110、182、210、212、214、350、例如作为锁相环而构造的锁相回路150、192构造用于从该单元48、74、94提供的周期性信号中生成经修改的周期性信号111并提供给该传感器60、76、103、166、300、330、362的至少一个其它部件,例如借助前述实施方案所述的模块。
该传感器60、76、103、166、300、330、362包含有具有可变采样速率的采样器172、238、306、340、342,该采样器构造用于提供至少一个与该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52相匹配的采样因子,利用该采样因子对在至少两个扫描时间点71之间的至少一个扫描间隔73的长度进行采样并从而将该长度表达为在该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52的至少两个时间标记53之间的至少一个时间间隔47的多倍或分数。
另外该传感器60、76、103、166、300、330、362还具有模块114,该模块114构造用于在至少一个扫描时间点71处检测至少一个测量值116、186、332、334。
在另一扩展方案中,该传感器60、76、103、166、300、330、362具有至少一个模块,该模块构造用于,在考虑至少一个所检测的测量值116、186、332、334的情况下提供至少一个与该单元48、74、94的时钟发生器50、96的时基52相同步的测量信号120、190并传输到该单元48、74、94。如果要检测并从而要扫描多个测量值116、186、332、334,那么该测量元件的测量信号120、190的每个测量值116、186、332、334都在分配给其的扫描时间点71处被检测。该测量信号120、190除了该测量值116、186、332、334之外还作为信息而包含有要测量的参量以及所给定的扫描时间点71,要测量的参量例如是在机动车喷射设备中燃料的压力或温度、或该机动车的另一运行参数。
在扩展方案中可以作为控制设备来构造的该单元48、74、94同样也可以作为该装置92的部件来构造,并具有用于生成周期性信号、通常是该同步信号64、78、102、188、216、354的模块100。
Claims (10)
1.用于检测至少一个测量值(116,186,332,334)的方法,其中由单元(48,74,94)给传感器(60,76,103,166,300,330,362)提供周期性信号,该周期性信号从该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)中来导出,其中该单元(48,74,94)的时基(52)以该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基(46)来表达,并且其中所述至少一个测量值(116,186,332,334)在至少一个扫描时间点(71)处被检测,该至少一个扫描时间点通过该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基(46)来预定,该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基与该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)相匹配。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在至少两个扫描时间点(71)之间的至少一个扫描间隔被表达为该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)的至少两个时间标记之间的至少一个时间间隔的倍数或分数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中由该单元(48,74,94)提供同步信号(64,78,102,188,216,354)来作为周期性信号,通过该同步信号把所述至少一个扫描时间点(71,142)与所述单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)相同步。
4.用于检测至少一个测量值(116,186,332,334)的装置,其包含有传感器(60,76,103,166,300,330,362),其中单元(48,74,94)被设置用于给该传感器(60,76,103,166,300,330,362)提供周期性信号,该周期性信号从该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)中来导出,其中该传感器(60,76,103,166,300,330,362)具有用于恢复该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)的模块(110,182,210,212,214,350),该模块构造用于把该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)以该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基(46)来表达,并且其中该传感器(60,76,103,166,300,330,362)构造用于在至少一个扫描时间点(71,142)处检测至少一个测量值(116,186,332,334),该至少一个扫描时间点通过该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基(46)来预定,该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的脉冲发生器(62,104,168,346)的时基与该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)相匹配。
5.根据权利要求4所述的装置,其中用于恢复该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)的该模块(110,182,210,212,214,350)构造用于从该单元(48,74,94)所提供的周期性信号中来生成经修改的周期性信号(111)并提供给该传感器(60,76,103,166,300,330,362)的至少一个其它部件。
6.根据权利要求4或5所述的装置,其中用于恢复该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)的该模块(110,182,210,212,214,350)作为锁相回路(150,192)来构造。
7.根据权利要求4至5之一所述的装置,其中该传感器(60,76,103,166,300,330,362)具有采样器(172,238,306,340,342),该采样器具有可变的采样速率,该采样器构造用于提供至少一个与该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)相匹配的采样因子,利用该采样因子来对至少两个扫描时间点(71)之间的至少一个扫描间隔(73)的长度进行采样。
8.根据权利要求4至5之一所述的装置,其中该传感器(60,76,103,166,300,330,362)具有被构造用于在所述至少一个扫描时间点(71,142)处检测所述至少一个测量值(116,186,332,334)的模块(114)。
9.根据权利要求4至5之一所述的装置,其中该传感器(60,76,103,166,300,330,362)具有至少一个模块,该至少一个模块构造用于,在考虑至少一个所检测的测量值(116,186,332,334)的情况下来提供至少一个与该单元(48,74,94)的脉冲发生器(50,96)的时基(52)相同步的测量信号(120,190)并传输到该单元(48,74,94)。
10.根据权利要求4至5之一所述的装置,具有该单元(48,74,94),该单元具有用于生成该周期性信号的模块(100)。
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