CN105675904A - 一种车速传感器信号处理电路 - Google Patents

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刘永春
郭庆波
郭鹏
刘海涛
齐善东
路志强
李毅
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Sinotruk Jinan Power Co Ltd
China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
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China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

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Abstract

本发明的车速传感器信号处理电路，包括比较器、正相输入端电路、反相输入端电路、输出端电路以及微处理器；所述正相输入端电路连接于比较器的正相输入端，反相输入端电路连接于比较器的反相输入端，输出端电路连接于比较器的输出端后与微处理器相连接。本发明的车速传感器信号处理电路实现了对霍尔式车速信号的整形、滤波和采集的功能，将车速信号转换为MPU微处理器可识别的TTL电平信号，滤除了不必要的干扰信号，从而精准地测量车速。该电路具有抗干扰能力强、兼容性好、电路结构简单、性能稳定、实用性强的优点，可广泛应用于对霍尔式传感器信号采集模块中。

Description

一种车速传感器信号处理电路
技术领域
本发明涉及一种车速传感器信号处理电路，属于脉冲信号处理技术领域。
背景技术
目前，对于速度的测量主要有三种类型的传感器:光电式、磁电式、霍尔式。其中光电式传感器容易受灰尘、振动等外界干扰使其失效；磁电式传感器由于其自发电性，低速性能差不适合用于车速测量；车速传感器多选择良好的低速性能和抗干扰性能的霍尔式传感器。
通过霍尔式传感器得到的车速信号，属于不规则不符合要求的方波信号。必须对其进行信号处理才能使微处理器所识别。一款良好的车速信号处理电路，应该同时具备将高低波幅信号都转化为精准的TTL信号，和信号幅值较高时保证后级电路不被烧毁的功能，并且，要求较高的抗干扰能力和良好的兼容性，以适应不同厂商的车速传感器和车辆运行时的测速范围要求。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种抗干扰性好、测速范围宽的车速传感器信号处理电路。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种车速传感器信号处理电路，包括比较器、正相输入端电路、反相输入端电路、输出端电路以及微处理器；所述正相输入端电路包括电阻R04、电阻R06和电阻R07，R04的一端接电源，R04的另一端与R06的一端、R07的一端和比较器的正相输入端相连接，R06的另一端与比较器的输出端相连接，R07的另一端接地；所述反相输入端电路包括电阻R01、电阻R02、电阻R03、二极管D01、二极管D02、电容C01和电容C02，D01的负极为车速传感器信号输入端，D01的正极与R01和R02的一端相连接，R01的另一端接电源，R02的另一端与D02的负极、R03的一端和C01的一端相连接，R03的另一端与比较器的反相输入端和C02的一端相连接，C02的另一端与比较器的正相输入端相连接，D02的正极和C01的另一端接地；所述输出端电路，通过比较器的输出端连接上拉电阻R05后与微处理器相连接。
根据本发明优选的，比较器的高电压比较阈值电压与低电压比较阈值电压差值大于1V且小于2V。
根据本发明优选的，二极管D01为肖特基二极管1N5819，其正向压降约为0.6V；比较器为滞回比较器MAX9031，可通过调节电阻R04、电阻R06和电阻R07的阻值调整比较器的比较电压；微处理器为飞思卡尔公司的32位单片机MPC5644A，其内部包含有时间处理单元ETPU，可精确计算车速。
本发明的有益效果是：
本发明的车速传感器信号处理电路实现了对霍尔式车速信号的整形、滤波和采集的功能，将车速信号转换为MPU微处理器可识别的TTL电平信号，滤除了不必要的干扰信号，从而精准地测量车速。该电路具有抗干扰能力强、兼容性好、电路结构简单、性能稳定、实用性强的优点，可广泛应用于对霍尔式传感器信号采集模块中。
附图说明
图1为本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的车速传感器信号处理电路，包括比较器、正相输入端电路、反相输入端电路、输出端电路以及微处理器。所述正相输入端电路包括电阻R04、电阻R06和电阻R07，R04的一端接电源，R04的另一端与R06的一端、R07的一端和比较器的正相输入端相连接，R06的另一端与比较器的输出端相连接，R07的另一端接地；所述反相输入端电路包括电阻R01、电阻R02、电阻R03、二极管D01、二极管D02、电容C01和电容C02，D01的负极为车速传感器信号输入端，D01的正极与R01和R02的一端相连接，R01的另一端接电源，R02的另一端与D02的负极、R03的一端和C01的一端相连接，R03的另一端与比较器的反相输入端和C02的一端相连接，C02的另一端与比较器的正相输入端相连接，D02的正极和C01的另一端接地；所述输出端电路，通过比较器的输出端连接上拉电阻R05后与微处理器相连接。
车速传感器信号输入到本发明的信号处理电路后，若车速信号的电压幅值高于5V减去二极管D01的正向压降值，二极管D01截止，此时Vi（二极管D01的正极与R01和R02的交界处设为Vi）处的电压通过上拉电阻R01上拉到5V，经过电阻R02和电容C01组成的RC滤波电路以及电阻R03和电容C02组成的RC滤波电路去除干扰信号后，输入到比较器的反相输入端；若车速信号的电压幅值低于5V减去二极管D01的正向压降值，二极管D01导通，此时Vi处的电压为车速信号的电压幅值减去二极管D01的正向压降值。该电路经过二极管D01和滤波电路后可以将车速高低幅值的输入信号箝位在一定电压范围内，然后输入到比较器的反相输入端，通过电阻R04、电阻R06和电阻R07以及比较器组成的滞回比较电路，将车速信号转速为TTL电平信号输入到微处理器MPC5644A，微处理器进行运算处理从而精确计算车速。
所述电阻R02和电容C01组成的RC滤波电路以及电阻R03和电容C02组成的RC滤波电路需要选择合适的阻容值，从而得到合适的滤波时间常数，保证车速信号既不丢失又能有效的滤除信号毛刺，使微处理器的检测更为准确；滞回比较器的滞回比较电压阈值可通过电阻R04、电阻R06和电阻R07进行调整，一般来说，滞回比较器的两个跳变阈值差值（即高电压比较阈值电压与低电压比较阈值电压差值）大于1V且小于2V，本实施例中选取R04的阻值为1千欧，R06为7.5千欧，R07为2千欧，经计算得到高电压比较阈值电压为3.2V，低电压比较阈值电压为1.8V，从而使电路具有更强的抗干扰能力。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种车速传感器信号处理电路，其特征在于：
包括比较器、正相输入端电路、反相输入端电路、输出端电路以及微处理器；
所述正相输入端电路包括电阻R04、电阻R06和电阻R07，R04的一端接电源，R04的另一端与R06的一端、R07的一端和比较器的正相输入端相连接，R06的另一端与比较器的输出端相连接，R07的另一端接地；
所述反相输入端电路包括电阻R01、电阻R02、电阻R03、二极管D01、二极管D02、电容C01和电容C02，D01的负极为车速传感器信号输入端，D01的正极与R01和R02的一端相连接，R01的另一端接电源，R02的另一端与D02的负极、R03的一端和C01的一端相连接，R03的另一端与比较器的反相输入端和C02的一端相连接，C02的另一端与比较器的正相输入端相连接，D02的正极和C01的另一端接地；
所述输出端电路，通过比较器的输出端连接上拉电阻R05后与微处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的车速传感器信号处理电路，其特征在于：比较器的高电压比较阈值电压与低电压比较阈值电压差值大于1V且小于2V。
3.根据权利要求1所述的车速传感器信号处理电路，其特征在于：二极管D01为肖特基二极管1N5819；比较器为滞回比较器MAX9031；微处理器为单片机MPC5644A。
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