CN1238056A - 用于无干扰地对信号求值的电路装置 - Google Patents
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Abstract
给出一种对信号无干扰地求值的电路装置，通过它可求值传感器的输出信号，其中对于每个传感器需要两个输入端。如果对一个以地为参考点的信号求值，则对每个传感器仅需要一个输入端。求值是用差分电路技术实现的，其中在具有地参考点的工作方式中差分信号的处理是在使用一个内部产生的参考电压的情况下进行的。该电路装置的工作方式可通过一个自身的控制插销从外部自由选择。
Description
本发明涉及根据独立权利要求类型的用于对信号，尤其是爆震传感器输出信号无干扰地求值的电路装置。
已经公知，借助在传感器及求值单元之间的屏蔽导线可以使信号从一个传感器传送到一个求值单元。该屏蔽将保护信号传送免受干扰及信号失真。但导线的屏蔽是相对昂贵的并仍不能保证信号不会失真。
因此在DE-OS4222475中推荐了一种使信号导线上干扰信号衰减的装置，它保证可以对无干扰的原始信号进行求值。在该公知装置中，一个原始信号在第一信号导线中进行传送，及一个反相或微分的原始信号在第二信号导线中进行传送。该事先被反相或微分的信号将在信号导线的终端被再次反相或被积分。接着该信号与未被改变地传送的信号在一个与门中相组合，由此在与门的输出端获得一个无干扰的原始信号。如果在传感器及求值装置之间的电缆中附加设有接地电缆线，则可通过在信号导线与地之间接入齐纳二极管来实现过压保护。
具有权利要求1特征的，根据本发明的用于无干扰地求值信号的电路装置与以上相比具有其优点，即成本合适并仍能实现无干扰的信号求值，其中，能进一步地避免同步干扰。这个优点将这样来达到，即这时使用一种“开关-电容技术”并以微分电路技术构成信号求值电路、特别有利的是，求值电路的工作方式既可选为对称的也可选为非对称的，因此，其输出信号待被求值的传感器可这样与求值电路相连接：在非对称工作方式时，可以作到与地参考点相连接，及在对称工作方式时，可以作到零电位的连接。通过工作方式能有利选择的可能性，根据本发明的电路装置既可用传统的传感器，例如具有屏蔽连接导线的传统爆震传感器也可用具有未屏蔽(绞合线对)导线的传感器来工作。这种电路装置与传感器，例如带有未屏蔽导线的爆震传感器的组合是一种有利的解决方案，它价格合理并仍可无干扰地实现爆震求值系统。
根据本发明的电路装置的特殊优点通过能够由外部确定工作方式来达到。这种确定例如可通过可编程的控制插销来实现。因此也可以作到，求值电路可从外部适应所需要求，即适配于对称工作方式或非对称工作方式，例如，由此在四个信号输入端时，或是可以非对称地即接地参考点方式连接四个传感器，或是可以对称地即零电位地连接两个传感器。
本发明的其它优点将通过从属权利要求中所描述的措施来实现。
本发明的一个实施例被表示在唯一的附图中，并在以下的描述中详细加以说明。
在附图中表示出本发明的一个实施例，其中一个爆震传感器K1的输出信号将被求值。该爆震传感器K1具有两个接线端子A1、A2，通过它们使该爆震传感器K1与信号处理电路S相连接。在爆震传感器K1及信号处理电路S之间连接着一个无源耦合网络。该无源耦全网络包括：一个电容器CL，它位于爆震传感器K1的接线端子A1、A2之间；及两个并联连接的电容器C1a和C2a。在这两个电容器之间连接着电阻R1b和R2b。电容器C1a还经过一个电阻R1a与信号处理电路S的输入端E1相连接，电容器C2a经过一电阻R2a与信号处理电路S的输入端E2相连接。这两个电阻R1b及R2b之间的连线被引到一个参考电压输入端，其上设有电压Ur。
信号处理电路S包括一个差分输入放大器V，它与两个输入端E1及E2相连接。在放大器V后面连接着未示出的信号处理级，后者例如至少包括一个常通滤波器和/或一个整流器和/或一个积分器，及例如同样以差分电路技术构成。
在信号处理级后连接着一个输出级A，它可将差分信号转换成具有接地参考点的非对称信号并使该信号再通过一个微处理机uc的模/数转换器以供继续求值。
在附图所示的实施例中，例如一个脉冲传感器的作成未屏蔽的接线通过绞合导线零电位地连接到信号处理电路S的两个输入端E1、E2。该求值处理电路的输入级为了抑制同步干扰被构造为差分放大器，尤其是构成具有多级可调节放大率的“开关-电容放大器”。后置的信号处理级同捍可用差分电路技术构成。这尤其适合于带通滤波器、整流器或积分器。开关电容技术中的结构允许用半导体处理器，例如用HCMOS技术对于必要的模拟功能实现价格合理及位置节约的组合。
因为信号处理电路的输出级能将差分信号转换成带有接地参考点的非对称信号，然后该信号可最终提供给微计算机，能实现各种信号求值。在一个爆震检测系统中可包括多个爆震传感器，例如两个爆震传感器，它们各通过两个输入端与信号处理电路相连接。这两个爆震传感器可以被对称地，即零电位地连接。在该方式中，则脉动传感信号被完全差分地处理。
如果相反地，应用一个具有四个输入端的信号处理电路来为多至四个爆震传感器求值，则选择非对称工作方式，其中爆震传感器通过接地参考点与信号处理电路相连接。在该方式中，在信号处理电路中产生的固定参考电压Ur作为差分信号处理的参考电压。
如果该信号处理电路具有一个附加的可从外部插入的控制插销，则可从外部通过该控制插销来编程各工作方式。即可从外部来选择工作方式，以使得可用相同数目的输入端及相同的信号处理电路或是零电位地连接两个爆震传感器或是连接带接地参考点的多至四个爆震传感器，并且可实现在一种或另一种工作方式中相应的信号处理。
通过工作方式的选择可使带有未屏蔽(绞合线对)导线或带有屏蔽的连接导线连接的传感器连接在传感器与信号处理器之间。可作为求值组件构成的电路装置与带有未屏蔽导线的爆震传感器的组合可实现一种简单、廉价的、且能实现无干扰地求值的爆震求值系统。在实施例中描述了一种爆震传感器信号的求值电路，但根据本发明的电路装置的应用并不局限于爆震传感器上，而且也可在与另外传感器求值的组合中使用。
Claims (9)
1．用于对信号、尤其是至少一个爆震传感器的输出信号无干扰地求值的电路装置，它具有：至少两个输入端，在其上零电位地连接一个传感器或连接两个设有接地参考点的传感器；一个差分放大器，它与各输入端相连接；以及一个输出级，它在需要时将由放大器输出的差分信号转换成具有接地参考点的信号，其特征在于：该电路装置可工作在两种工作方式中，其中，在零电位地连接对称信号的情况下使用第一工作方式，及在与电位有关地连接非对称信号的情况下使用第二工作方式。
2．根据权利要求1的电路装置，其特征在于：工作方式可从外部在对称及非对称之间转换。
3．根据权利要求2的电路装置，其特征在于：工作方式的选择从外部通过控制插销可编程地进行。
4．根据以上权利要求中的一项的电路装置，其特征在于：在一个或多个传感器及本身的信号处理装置之间具有一个无源耦合网络。
5．根据权利要求4的电路装置，其特征在于：该无源耦合网络是对称的，并且在传感器的各端子之间包括一个第一电容器(CL)，及包括另外两个电容器(C1a,C2a)，它们一方面与传感器连接，另一方面经过电阻(R1a,R2a)与信号处理电路(S)的输入端(E1,E2)相连接，并通过电阻(R1b,R2b)与一个连线端相连接，该连线端上设有参考电压(Ur)。
6．根据以上权利要求中一项的电路装置，其特征在于：在差分放大器(V)的后面连接有信号处理级，尤其是至少一个低通滤波器和/或至少一个整流器和/或至少一个积分器。
7．根据权利要求6的电路装置，其特征在于：各个组件：放大器、低通滤波器、整流器、积分器以开关-电容技术被构造。
8．根据以上权利要求中一项的电路装置，其特征在于：信号处理电路(S)的输出端(A)通过一个模/数转换器与一个微计算机形成连接，及在该微计算机中进行信号求值。
9．根据以上权利要求中一项的电路装置，其特征在于：为了两个爆震传感器的输出信号求值使用该电路装置，这两个传感器通过未屏蔽导线零电位地连接在信号处理电路的各两个输入端，或为了四个爆震传感器的输出信号求值使用该电路装置，这四个传感器通过屏蔽导线各与信号处理电路的一个输入端相连接。
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