CN105229478B - 用于评估脉宽调制信号的方法和电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于评估脉宽调制信号的方法，其中，将有待评估的脉宽调制信号提供给微控制器(8)的第一输入端(10)，并且将与有待评估的脉宽调制信号有关的信号提供给微控制器(8)的第二输入端(11)，用以通过该微控制器进行评估，其中，将有待评估的脉宽调制信号提供给分压器(13)，以便从有待评估的脉宽调制信号中产生与有待评估的脉宽调制信号有关的信号，其中，由微控制器(8)一方面在有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，并且其中，基于在有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。

Description

用于评估脉宽调制信号的方法和电路
技术领域
本发明涉及一种用于评估脉宽调制信号的方法和一种用于评估脉宽调制信号的电路。
背景技术
在许多不同的应用中，由信号源提供的信号必须传递到微控制器上用以评定和进一步处理。在此，将信号作为脉宽调制信号来传递已经属于现有技术。在此有意义的是，监控或评估脉宽调制信号的信号品质。从实践中已经公知有如下传感器，它们除了提供本来的有待评定的脉宽调制信号之外，还提供反转的脉宽调制信号，其中，脉宽调制信号和反转的脉宽调制信号经由独立的信号线路提供给微控制器。然后，微控制器可以通过评定脉宽调制信号和反转的脉宽调制信号来评估脉宽调制信号的信号品质。然而，设置附加的信号线路用来传递反转的脉宽调制信号需要更高的设备技术上的花费，这因此是不利的。
由DE 10 2007 030 589 A1公知有用于评估脉宽调制信号的方法和电路，其中，信号源一方面在第一信道上提供脉宽调制信号，另一方面在第二信道上提供反转的脉宽调制信号，并且其中，借助求差装置和复杂的评定电路基于脉宽调制信号和反转的脉宽调制信号来评估脉宽调制信号的信号品质。
尽管原则上已经可以在微处理器中基于脉宽调制信号和经由独立的信号线路所提供的反转的脉宽调制信号来评估脉宽调制信号的信号品质，但是存在有如下要求，即，简化对脉宽调制信号的信号品质的这种评估，以便尤其是减少设备技术上的花费。
发明内容
由此出发，本发明的任务在于，提供一种新型的用于评估脉宽调制信号的方法和一种用于评估脉宽调制信号的电路。
该任务通过一种用于评估脉宽调制信号的方法来解决。其中，将有待评估的脉宽调制信号提供给微控制器的第一输入端，并且将与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号提供给所述微控制器的第二输入端，用以通过所述微控制器进行评估，其特征在于，将所述有待评估的脉宽调制信号施加给分压器，以便从所述有待评估的脉宽调制信号中产生与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号，由所述微控制器一方面在所述有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿的时间间隔，并且基于在所述有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
根据本发明，将有待评估的脉宽调制信号施加给分压器，以便从有待评估的脉宽调制信号中产生与有待评估的脉宽调制信号有关的信号，其中，由微控制器一方面在有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，并且其中，基于有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
在本发明的意义中，为了评估由信号源提供的脉宽调制初级信号仅分压器是必要的，分压器从有待评估的脉宽调制初级信号中生成与有待评估的脉宽调制初级信号有关的次级信号，其中，有待评估的初级信号和经由分压器产生的与有待评估的脉宽调制初级信号有关的次级信号被施加给微控制器的两个不同的输入端。然后，微控制器获知这些信号的信号边沿之间的时间间隔，并且基于有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制初级信号有关次级信号的信号边沿的时间间隔之间的差来评估初级信号的信号品质。因此不需要的是，信号源将反转的脉宽调制信号经由自己的信号线路提供给微控制器。更确切地说，经由简单的分压器从有待评估的脉宽调制信号或者说初级信号中生成与有待评估的脉宽调制初级信号有关的信号或者说次级信号，其中，将初级信号和次级信号提供给微控制器的独立的输入端，从而微控制器可以评定在次级信号和初级信号上的信号边沿，以便评估脉宽调制初级信号的信号品质。
优选地，当在有待评估的脉宽调制信号或者说初级信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制信号有关的信号或者说次级信号的信号边沿的时间间隔之间的差较小时，于是推断出有待评估的脉宽调制信号的信号品质良好，其中，当在有待评估的脉宽调制信号或者说初级信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制信号有关的信号或者说次级信号的信号边沿的时间间隔之间的差较大时，于是推断出有待评估的脉宽调制信号的信号品质较差。脉宽调制信号的信号品质的该评估是简单且可靠的。
根据本发明的有利的改进方式，分别检测在下降的信号边沿与上升的信号边沿之间的时间间隔，其中，当相对高的信号电平下降到第一极限值以下时，于是推断是下降的信号边沿，并且其中，当相对低的信号电平上升到第二极限值以上时，于是推断是上升的信号边沿，第二极限值大于第一极限值。对下降的信号边沿与上升的信号边沿之间的相应的时间间隔的上述检测是简单且可靠的，并且能够实现对脉宽调制信号的信号品质的进而是由信号源提供的初级信号的信号品质的简单且可靠的评估。
根据本发明的用于评估脉宽调制信号的电路具有信号源和微控制器，所述信号源提供有待评估的脉宽调制信号，所述微控制器评估所述有待评估的脉宽调制信号，其中，所述有待评估的脉宽调制信号施加在所述微控制器的第一输入端上，而与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号施加在所述微控制器的第二输入端上，其特征在于，分压器与所述微控制器互连，所述分压器从所述有待评估的脉宽调制信号中产生与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号，所述微控制器一方面在所述有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，并且所述微控制器基于在所述有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
根据本发明，分压器与微控制器互连，分压器从有待评估的脉宽调制信号中产生与有待评估的脉宽调制信号有关的信号，其中，微控制器一方面在有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，并且其中，微控制器基于在有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与和有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
电路能够实现以较少的装置技术上的花费来简单且可靠地评估脉宽调制信号的信号品质。
根据有利的改进方案，分压器具有串联的电阻，电阻以如下方式与微控制器和信号源互连，即，串联电路的第一电阻连在微控制器的第一输入端与微控制器的第二输入端之间，而串联电路的第二电阻连在微控制器的第二输入端与微控制器的接地联接部之间，其中，微控制器的接地联接部与信号源的接地联接部短接，并且其中，在信号源的信号输出端与微控制器的第一输入端之间连有另外的电阻。该实施方案是特别简单的。
优选地，第一电容器与分压器的电阻并联，其中，在信号源的接地联接部与信号源的信号输出端之间连有第二电容器，并且其中，电压供给部一方面联接信号源的电压供给联接部，而另一方面在中间连接另外的电阻的情况下联接信号源的信号输出端。由此能够特别有利地把信号源连接到微控制器上。
优选地，微控制器的第一输入端和微控制器的第二输入端构造为具有定时器单元(Timer-Unit)的模拟数字转换器输入端，其中，微控制器的第一输入端和微控制器的第二输入端具有处于允许的误差带内的高电平和低电平。这就能够实现特别准确地评估脉宽调制信号的信号品质。
附图说明
由下面的描述得出本发明的优选的改进方案。结合附图详细描述本发明的实施例，但并不局限于此。
其中：
图1示出根据本发明的用于评估脉宽调制信号的电路；
图2示出用于阐明根据本发明的电路的工作方式的第一图表；并且
图3示出用于阐明根据本发明的电路的工作方式的第二图表。
具体实施方式
本发明涉及一种用于评估脉宽调制信号的方法以及一种用于执行该方法的电路。
图1示出了用于评估脉宽调制信号的电路1的优选的实施方式，该电路用于实施根据本发明的方法，其中，根据本发明的方法的细节在下面将参考图1的电路来进行描述。
用于评估脉宽调制信号的电路1具有信号源2，信号源将有待评估的脉宽调制信号或者说初级信号提供给信号输出端3。信号源2例如可以是指安装在车辆传动装置中的传感器。
除了信号输出端3之外，将有待评估的脉宽调制信号提供给信号输出端3的信号源2还具有接地联接部4以及电压供给联接部5，其中，接地联接部4联接接地电位6，而电压供给联接部5联接电压供给电位7。
此外，电路1还具有微控制器8。微控制器8除了具有与信号源2的接地联接部4短接并联接接地电位6的接地联接部9外，还具有至少两个输入端10和11。将信号源2的有待评估的脉宽调制初级信号14施加给微控制器8的第一输入端10，其中，根据图1，在信号源2的信号输出端3和微控制器8的第一输入端10之间连有电阻12。
将与有待评估的脉宽调制初级信号有关的次级信号施加给微控制器9的第二输入端11，其中，该施加给第二输入端11的与有待评估的脉宽调制信号有关的信号经由分压器13来提供。分压器13以如下方式与微控制器8互连，即，将由信号源2在信号输出端3所提供的、本来的有待评估的脉宽调制的初级信号施加给第一输入端10，而将由该信号导出的或与该信号有关的次级信号施加给第二联接部11。
微控制器8一方面在施加给第一输入端10的有待评估的脉宽调制初级信号14上并且另一方面在施加给输入端11的与有待评估的脉宽调制初级信号有关的次级信号15上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，其中，微控制器8基于初级信号14的信号边沿的时间间隔与次级信号15的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。脉宽调制信号的该信号评估在下面将参考图2和图3进行描述。因此，图2和图3中绘制了有待评估的脉宽调制信号或者说初级信号14的和经由分压器13所产生的与有待评估的脉宽调制信号有关的信号或者说次级信号15的信号电压U关于时间t的各自的变化曲线。初级信号14施加给微控制器8的第一输入端10，而次级信号15施加给微控制器8的第二输入端11。
如已经论述地，微控制器8一方面在初级信号14上并且另一方面在次级信号15上分别获知在相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，亦即在图2和图3中，在信号14和15的下降的信号边沿与上升的信号边沿之间的时间间隔t14和t15。因此分别地，时间间隔t14相当于初级信号14的下降的信号边沿与初级信号14的上升的信号边沿之间的时间间隔，而时间间隔t15相当于次级信号15的下降的信号边沿与次级信号15的上升的信号边沿之间的时间间隔。
微控制器8获知时间间隔t14与t15之间的差。当初级信号14的信号边沿的时间间隔t14与次级信号15的信号边沿的时间间隔t15之间的差根据图2比较小，于是就推断出有待评估的脉宽调制信号14的信号质量良好，相反地，当初级信号14的信号边沿的时间间隔t14与次级信号15的信号边沿的时间间隔t15之间的差根据图3比较大，于是就推断出有待评估的脉宽调制信号14的信号质量较差。
下降的信号边沿和上升的信号边沿的时间间隔t14或t15分别以如下方式在微控制器8的联接部10和11上被检测，即，当相应的信号14或15从相对高的信号电平起下降到第一极限值(低)以下时，则推断是下降的信号边沿，而当相应的信号14或15从低的信号电平上升到第二极限值(高)以上时，则推断是信号的上升的信号边沿，第二极限值(高)大于第一极限值(低)。
微控制器8的两个输入端10和11是指具有定时器单元的模拟数字转换器输入端，其中，微控制器的第一输入端10和第二输入端11分别具有近似相同的高电平和低电平，因此，它们处于允许的误差带内。
根据本发明所设置的分压器13具有由电阻16和17构成的串联电路。分压器13的第一电阻16连在微控制器8的第一输入端10与第二输入端11之间。分压器13的第二电阻17连在微控制器8的第二输入端11与接地联接部9之间。如已经论述地，信号源2和微控制器8的接地联接部4和9彼此短接并且联接接地电位6。
在信号源2的信号输出端3与微控制器8的第一输入端10之间连有电阻12。根据图1，第一电容器18与分压器13并联，并且在信号源2的信号输出端3与接地联接部4之间连有第二电容器19。电压供给电位7直接连到信号源2的电压供给联接部5上，其中，在电压供给源7与信号源2的信号输出端3之间连有另外的电阻20。
因此根据本发明，由信号源2在其信号输出端3上提供有待评估的脉宽调制初级信号，其中，该有待评估的初级信号施加给微控制器8的第一输入端10。分压器13与微控制器8互连，分压器依赖于初级信号地产生次级信号并且施加给微控制器8的第二输入端11。微控制器8的这两个输入端10和11分别是指具有定时器单元的模拟数字转换器输入端，它们具有几乎相同的高电平和低电平。微控制器8在信号，也就是在初级信号上和在次级信号上分别获知信号的下降的信号边沿与上升的信号边沿之间的时间间隔t14和t15，其中，经由对这些时间间隔求差来实现对初级信号或者说脉宽调制信号的信号品质的评估。信号品质随着这些时间间隔之间的差的增大而变差。差越小，信号品质越高。
当上述时间间隔之间的差大于一个极限值时，那么可以推断是有缺陷的初级信号。反之，当该差小于一个极限值时，那么可以推断是没有缺陷的初级信号。脉宽调制信号的上述信号评估也可以用于趋势分析，尤其是以如下方式来进行，即，通过初级信号和次级信号的信号边沿的时间间隔之间的上述的差的连续变大推断出信号源老化。基于时间间隔之间的差也可以实现对初级信号进行信号校正。
附图标记列表
1 电路
2 信号源
3 信号输出端
4 接地联接部
5 电压供给联接部
6 接地电位
7 电压供给电位
8 微控制器
9 接地联接部
10 输入端
11 输入端
12 电阻
13 分压器
14 初级信号
15 次级信号
16 电阻
17 电阻
18 电容器
19 电容器
20 电阻

Claims (7)

1.一种用于评估脉宽调制信号的方法，其中，将有待评估的脉宽调制信号提供给微控制器的第一输入端，并且将与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号提供给所述微控制器的第二输入端，用以通过所述微控制器进行评估，其特征在于，将所述有待评估的脉宽调制信号施加给分压器，以便从所述有待评估的脉宽调制信号中产生与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号，由所述微控制器一方面在所述有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿的时间间隔，并且基于在所述有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别检测下降的信号边沿与上升的信号边沿之间的时间间隔，其中，当高信号电平下降到第一极限值以下时，那么推断是下降的信号边沿，其中，当低信号电平上升到第二极限值以上时，那么推断是上升的信号边沿，所述第二极限值大于所述第一极限值。
3.一种用于评估脉宽调制信号的电路(1)，所述电路具有信号源(2)和微控制器(8)，所述信号源提供有待评估的脉宽调制信号，所述微控制器评估所述有待评估的脉宽调制信号，其中，所述有待评估的脉宽调制信号施加在所述微控制器(8)的第一输入端(10)上，而与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号施加在所述微控制器(8)的第二输入端(11)上，其特征在于，分压器(13)与所述微控制器(8)互连，所述分压器从所述有待评估的脉宽调制信号中产生与所述有待评估的脉宽调制信号有关的信号，所述微控制器(8)一方面在所述有待评估的脉宽调制信号上并且另一方面在所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号上分别获知相应的信号的信号边沿之间的时间间隔，并且所述微控制器(8)基于在所述有待评估的脉宽调制信号的信号边沿的时间间隔与所述与有待评估的脉宽调制信号有关的信号的信号边沿的时间间隔之间的差来执行信号评估。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述分压器(13)具有串联的电阻(16、17)，所述电阻以如下方式与所述微控制器(8)和所述信号源(2)互连，即，串联电路的第一电阻(16)连在所述微控制器(8)的第一输入端(10)与所述微控制器(8)的第二输入端(11)之间，而所述串联电路的第二电阻(17)连在所述微控制器(8)的第二输入端(11)与所述微控制器(8)的接地联接部(9)之间，其中，所述微控制器(8)的接地联接部(9)与所述信号源(2)的接地联接部(4)是短接的，并且其中，在所述信号源(2)的信号输出端(3)与所述微控制器(8)的第一输入端(10)之间连有另外的电阻(12)。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，第一电容器(18)与所述分压器(13)的电阻(16、17)并联，并且在所述信号源(2)的接地联接部(4)与所述信号源(2)的信号输出端(3)之间连有第二电容器(19)。
6.根据权利要求4或5所述的电路，其特征在于，电压供给部(7)一方面联接在所述信号源(2)的电压供给联接部(5)上，而另一方面在中间连接了另外的电阻(20)的情况下是联接到所述信号源(2)的信号输出端(3)上的。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的电路，其特征在于，所述微控制器(8)的第一输入端(10)和所述微控制器(8)的第二输入端(11)构造为具有定时器单元的模拟数字转换器输入端，其中，所述微控制器(8)的第一输入端(10)和所述微控制器(8)的第二输入端(11)具有处于允许的误差带之内的高电平和低电平。
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