CN207440122U - 一种车速表的信号采集电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车速表的信号采集电路，包括：车速传感器、滤波电路、电压比较单元和处理单元。所述滤波电路的输入端与所述车速传感器的输出端相连，所述滤波电路的输出端与所述电压比较单元的第一输入端相连，所述电压比较单元的第二输入端与第一基准电源相连，所述电压比较单元的输出端与所述处理单元的输入端相连。所述处理单元用于根据所述电压比较单元输出的电平信号确定脉冲数，并根据所述脉冲数计算得到车速。本实用新型可提高车速表的显示精度，改善车辆的使用安全。

Description

一种车速表的信号采集电路

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种车速表的信号采集电路。

背景技术

在汽车仪表盘中，车速表是一个非常重要的量表，车速表根据采集车速传感器发送的信号脉冲，显示当前车速及其变化。车速传感器有一个关键参数叫做脉冲数，它表示车轮转动一周时，输出几个方波脉冲。车速表根据变速箱输出的车速传感器信号的脉冲频率、车速传感器信号的脉冲数和轮胎直径计算当前车速。

目前车辆直接将车速传感器输出的信号传输给专用处理芯片后，由专用处理芯片计算得到当前车速，由于车速信号容易受到车辆本身电器设备的干扰，如发电机，继电器等或者外部干扰源的电磁干扰，使得车速信号不稳定，仅仅通过仪表的软件处理达不到稳定车速信号的效果，使得车速表往往会出现异常抖动或者指示不准的现象，由于无法正确反映当前车速，便很难达到经济时速，同时当存在超速现象时也无法及时发现的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种车速表的信号采集电路，解决现有车辆采集的车速信号易受到干扰，会造成车速表异常抖动或者指示不准的现象，可提高车速表的显示精度，改善车辆的使用安全。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种车速表的信号采集电路，包括：车速传感器、滤波电路、电压比较单元和处理单元；

所述滤波电路的输入端与所述车速传感器的输出端相连，所述滤波电路的输出端与所述电压比较单元的第一输入端相连，所述电压比较单元的第二输入端与第一基准电源相连，所述电压比较单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；

所述处理单元用于根据所述电压比较单元输出的电平信号确定脉冲数，并根据所述脉冲数计算得到车速。

优选的，所述滤波电路包括：反向二极管、稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；

所述反向二极管的阴极作为所述滤波电路的输入端，所述反向二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端相连，所述反向二极管的阴极还与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与车身搭铁相连，所述第一电阻的另一端与第二基准电源相连；

所述第三电阻、所述第二电容和所述稳压二极管分别串接在所述第二电阻的另一端与车身搭铁之间，所述第二电阻的另一端作为所述滤波电路的输出端。

优选的，所述电压比较单元包括：第四电阻、第五电阻、上拉电阻和电压比较器；

所述第四电阻的一端作为所述电压比较单元的第二输入端，所述第四电阻的另一端分别与所述电压比较器的正相输入端和所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端与车身搭铁相连，所述电压比较器的反相输入端作为所述电压比较单元的第一输入端，所述电压比较器的输出端作为所述电压比较单元的输出端；

所述上拉电阻的一端与所述第一基准电源相连，所述上拉电阻的另一端与所述电压比较器的输出端相连。

优选的，所述电压比较单元还包括：第三电容；

所述第三电容串接在所述电压比较器的输出端与车身搭铁之间，用于消除电磁干扰。

优选的，所述电压比较器型号为LM3930。

优选的，所述处理单元包括：模数转换单元、微处理器和数模转换单元；

所述微处理器的输入端与所述模数转换单元的输出端相连，所述微处理器的输出端与所述数模转换单元的输入端相连，所述模数转换单元的输入端作为所述处理单元的输入端。

优选的，所述微处理器为单片机。

本实用新型提供一种车速表的信号采集电路，通过对车速传感器输出的电平信号进行滤波、比较处理后确定信号脉冲数，并计算得到车速。解决现有车辆采集的车速信号易受到干扰，会造成车速表异常抖动或者指示不准的现象，可提高车速表的显示精度，改善车辆的使用安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本实用新型提供的一种车速表的信号采集电路结构示意图；

图2：是本实用新型实施例提供的车速表的信号采集电路示意图。

附图标记

R1 第一电阻

R2 第二电阻

R3 第三电阻

R4 第四电阻

R5 第五电阻

R6 上拉电阻

C1 第一电容

C2 第二电容

C3 第三电容

D1 反向二极管

D2 稳压二极管

U1 电压比较器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

针对当前车辆的车速信号采集易受到干扰，会造成车速表异常抖动或指示不准的现象。本实用新型提供一种车速表的信号采集电路，解决现有车辆采集的车速信号易受到干扰，会造成车速表异常抖动或者指示不准的现象，可提高车速表的显示精度，改善车辆的使用安全。

如图1所示，一种车速表的信号采集电路，包括：车速传感器、滤波电路、电压比较单元和处理单元。所述滤波电路的输入端与所述车速传感器的输出端相连，所述滤波电路的输出端与所述电压比较单元的第一输入端相连，所述电压比较单元的第二输入端与第一基准电源相连，所述电压比较单元的输出端与所述处理单元的输入端相连。所述处理单元用于根据所述电压比较单元输出的电平信号确定脉冲数，并根据所述脉冲数计算得到车速。

需要说明的是，由于车速传感器安装在变速箱上，变速箱齿轮每转一圈就可以得到一个或多个脉冲信号，当电压比较单元输出低电平时，确认得到一个车速脉冲信号，处理单元做一次计数。通过处理单元计算单位时间内的脉冲数来确定车辆单位时间内的行驶里程S，其中，S＝脉冲数X单个脉冲内的车轮转动角度X车轮周长，进而根据公式V＝S/t可以得到车速，t为时间。

如图2所示，所述滤波电路包括：反向二极管D1、稳压二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。所述反向二极管D1的阴极作为所述滤波电路的输入端，所述反向二极管D1的阳极分别与所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端相连，所述反向二极管D1的阴极还与所述第一电容C1的一端相连，所述第一电容C1的另一端与车身搭铁相连，所述第一电阻R1的另一端与第二基准电源相连。所述第三电阻R3、所述第二电容C2和所述稳压二极管D2分别串接在所述第二电阻R2的另一端与车身搭铁之间，所述第二电阻R2的另一端作为所述滤波电路的输出端。

具体地，对车速传感器输出的信号经反向二极管D1初步过滤掉外部线束的对地干扰，防止外部线路的极性错接。由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3构成了分压电路，其中第一电阻R1为上拉电阻。当车速传感器节输出的信号为低电平时，经滤波电路滤波后输出仍为低电平。在车速传感器输出的信号为低电平时，输出的电压为第一基准电压×R2/(R1+R2+R3)，其将呈现高电平状态。如图1中电阻R2、C2构成RC滤波电路。其中R2、C2的匹配根据公式f＝1/(2πRC)得到。其中f为截止频率，f＝Vmax×N/3600，其中Vmax为最高车速，N为仪表每公里脉冲数。比如：某卡车最高车速120Km/h，仪表每公里脉冲数4080，此时截止频率f＝120×4080/3600＝136。此时RC值＝0.00117，根据实验经验，一般R取值一般在KΩ量级。此时R2可以选择100KΩ，C2可以选择117uF。

进一步，所述电压比较单元包括：第四电阻R4、第五电阻R5、上拉电阻R6和电压比较器U1。所述第四电阻R4的一端作为所述电压比较单元的第二输入端，所述第四电阻R4的另一端分别与所述电压比较器U1的正相输入端和所述第五电阻R5的一端相连，所述第五电阻R5的另一端与车身搭铁相连，所述电压比较器U1的反相输入端作为所述电压比较单元的第一输入端，所述电压比较器U1的输出端作为所述电压比较单元的输出端。所述上拉电阻R6的一端与所述第一基准电源相连，所述上拉电阻R6的另一端与所述电压比较器U1的输出端相连。

更进一步，所述电压比较单元还包括：第三电容C3。所述第三电容C3串接在所述电压比较器U1的输出端与车身搭铁之间，用于消除电磁干扰。

具体地，由于车辆接收电磁辐射或传导干扰后，容易使得电源产生微小的电压波动从而使得滤波电路输出的电压波动，此时容易使得输入到处理单元的信号不稳定，使车速表的误动作，故选择通过滤波处理后的信号将进入电压比较器进行再次处理以提高电压的识别门槛，从而消除干扰电压的影响。在实际应用中，电压比较器的正相输入端的电压大小为第一基准电压×(R4/(R4+R5))。电压比较器的反相输入端的电压为滤波电路输出的电压。当电压比较器的反相输入端的电压高于正相输入端的电压时，电压比较器输出低电平。反之，电压比较器输出高电平。由于电压比较器输出的高电平值无法满足处理单元的最小触发电压值，此时增加上拉电阻R6。如果设置高电平识别状态为3.3V，那么此时为保证电压比较器的输出端的电平处于3.3V，通过设置上拉电阻R6来实现。

需要说明的是，所述电压比较器型号可选用LM3930。其中，第一基准电源常为5V直流电源，第二基准电源常为12V直流电源。

所述处理单元包括：模数转换单元、微处理器和数模转换单元。所述微处理器的输入端与所述模数转换单元的输出端相连，所述微处理器的输出端与所述数模转换单元的输入端相连，所述模数转换单元的输入端作为所述处理单元的输入端。在实际应用中，所述微处理器可为单片机。

可见，本实用新型提供一种车速表的信号采集电路，通过对车速传感器输出的电平信号进行滤波、比较处理后确定信号脉冲数，并计算得到车速。解决现有车辆采集的车速信号易受到干扰，会造成车速表异常抖动或者指示不准的现象，可提高车速表的显示精度，改善车辆的使用安全。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种车速表的信号采集电路，其特征在于，包括：车速传感器、滤波电路、电压比较单元和处理单元；

所述滤波电路的输入端与所述车速传感器的输出端相连，所述滤波电路的输出端与所述电压比较单元的第一输入端相连，所述电压比较单元的第二输入端与第一基准电源相连，所述电压比较单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；

所述电压比较单元包括：第四电阻、第五电阻、上拉电阻、第三电容和电压比较器；

所述第四电阻的一端作为所述电压比较单元的第二输入端，所述第四电阻的另一端分别与所述电压比较器的正相输入端和所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端与车身搭铁相连，所述电压比较器的反相输入端作为所述电压比较单元的第一输入端，所述电压比较器的输出端作为所述电压比较单元的输出端；

所述上拉电阻的一端与所述第一基准电源相连，所述上拉电阻的另一端与所述电压比较器的输出端相连；

所述第三电容串接在所述电压比较器的输出端与车身搭铁之间，用于消除电磁干扰；

所述处理单元用于根据所述电压比较单元输出的电平信号确定脉冲数，并根据所述脉冲数计算得到车速。

2.根据权利要求1所述的车速表的信号采集电路，其特征在于，所述滤波电路包括：反向二极管、稳压二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；

所述反向二极管的阴极作为所述滤波电路的输入端，所述反向二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端相连，所述反向二极管的阴极还与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与车身搭铁相连，所述第一电阻的另一端与第二基准电源相连；

所述第三电阻、所述第二电容和所述稳压二极管分别串接在所述第二电阻的另一端与车身搭铁之间，所述第二电阻的另一端作为所述滤波电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的车速表的信号采集电路，其特征在于，所述电压比较器型号为LM3930。

4.根据权利要求3所述的车速表的信号采集电路，其特征在于，所述处理单元包括：模数转换单元、微处理器和数模转换单元；

所述微处理器的输入端与所述模数转换单元的输出端相连，所述微处理器的输出端与所述数模转换单元的输入端相连，所述模数转换单元的输入端作为所述处理单元的输入端。

5.根据权利要求4所述的车速表的信号采集电路，其特征在于，所述微处理器为单片机。