CN2924536Y - 发动机磁阻式转速传感器的前置处理器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其电压比较电路的输入端分别连接比较信号和基准电压，磁阻信号输入处理电路包括磁阻信号钳位电路和信号叠加转换电路，磁阻信号钳位电路和基准电压产生电路与信号叠加转换电路连接，信号叠加转换电路的输出端和基准电压产生电路的输出端分别与电压比较电路的两个输入端连接。该电路利用电容和二极管的组合将发动机磁阻传感器输出的0到100伏的交变信号转换成0.7伏到2.1伏信号，通过电压比较器转换成0到5伏的方波信号，供发动机ECU使用。其电压比较电路的输出端与信号叠加转换电路的输出端之间串联反馈电阻R5。电压比较电路采用电压比较器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，属于发动机转速传感器的前置处理电路，特别是将发动机磁阻传感器输出的0到100伏的交变信号转换成0到5伏的方波信号，供发动机ECU使用的发动机转速处理电路。
背景技术
目前发动机曲轴和相位传感器主要采用磁阻式或霍尔器件。磁阻传感器由于可靠性好，被广泛应用。但磁阻传感器也有一些固有的缺点，其信号幅值随发动机转速的变化，变化很大(使用中从1伏到100)伏)；输出信号是交变信号。需要前置处理电路接口使之转换成0到5伏的能够被ECU使用方波信号。另一方面车用电源一般为单电源，要求处理电路采用单电源电路。一般处理方式是采用三极管的导通特性，用磁阻传感器驱动三极管通断，将信号从交变信号变成0到5伏信号，其缺点是由于要考虑磁阻传感器的很高的负电压，需要串联电阻到三极管的基极，并且需要基极通过电阻接地，这样以来，小信号不易被检测到，也即低速信号检测不到。还有一种做法，是直接采用电压比较器，但是需要使用双电压(正负电源)芯片，要增加负电源。
发明内容
本实用新型的目的正是为了解决上述问题而设计的一种发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，利用电容和二极管的组合将发动机磁阻传感器输出的0到100伏的交变信号转换成0.7伏到2.1伏信号，通过电压比较器转换成0到5伏的方波信号，供发动机ECU使用。
本实用新型的技术方案：本实用新型的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器包括一直流电源、磁阻信号输入处理电路、电员压比较电路，其电压比较电路的输入端分别连接比较信号和基准电压，磁阻信号输入处理电路包括磁阻信号钳位电路和信号叠加转换电路，磁阻信号钳位电路和基准电压产生电路与信号叠加转换电路连接，信号叠加转换电路的输出端和基准电压产生电路的输出端分别与电压比较电路的两个输入端连接。
所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其磁阻信号钳位电路由电容C1、电阻R1和两个反并联二极管D1、D2组成，电容C1和电阻R1串联后与两个二极管D1、D2反并联后并联，电容C1的两端是磁阻信号输入端，两个二极管D1、D2反并联的两端作为磁阻信号钳位电路的输出端。
所述的发动机磁阻式转速传感器的的置处理器，其基准电压产生电路由电阻R4、两个串联的二极管D3和D4组成，电阻R4一端与5伏电源连接，电阻R4的另一端与串联的两个二极管D3和D45的阳极连接，串联的两个二极管D3和D45的阴极与地连接，串联的两个二极管D3和D4的阳极是基准电压输出端。
所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，磁阻信号钳位电路的输出端通过串联的电容C2和电阻R3与基准电压产生电路的输出端连接，即C2的输入端与钳位电路的输出端连接，R3的输出端与基准电压产生电路的输出端连接，C2与R3连接点是信号叠加转换电路的输出端。
所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其电压比较电路的输出端与信号叠加转换电路的输出端之间串联反馈电阻R5。
所述的电压比较电路采用电压比较器。
本实用新型的优点：本实用新型利用磁阻信号钳位电路与直流电压叠加产生比较信号送给电压比较器，将发动机磁阻传感器输出转换成0到5伏的方波信号，避免三极管电路的低速信号检测不到的缺点，也消除直接采用电压比较器要增加负电源的麻烦。电压比较器增加正反馈环节，可以自由设置门槛电压大小，确定对干扰的滤波强度。
附图说明
图1为电路的框图；
图2是电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例子和附图详细描述本实用新型的具体电路以及工作过程。
图1为本实用新型的电路框图：
包括5伏直流电源、磁阻信号输入处理电路、电压比较电路，电压比较电路的输入端分别连接比较信号和基准电压，磁阻信号输入处理电路包括磁阻信号钳位电路和信号叠加转换电路，磁阻信号钳位电路和基准电压产生电路与信号叠加转换电路连接，信号叠加转换电路的输出端和基准电压产生电路的输出端分别与电压比较电路的两个输入端连接。
图2是电路原理图：磁阻信号钳位电路由电容C1、电阻R1和两个反并联二极管D1、D2组成，电容C1和电阻R1串联后与两个二极管D1、D2反并联后并联，电容C1的两端是磁阻信号输入端，两个二极管D1、D2反并联的两端作为磁阻信号钳位电路的输出端。利用二极管的特性，使信号通过该部分电路后，发动机磁阻传感器输出的0到100伏的交变信号在T2处转换成-0.7伏到+0.7伏的交变信号，信号的多余能量被R1吸收。这样一来，|0.7|大于0.7伏的信号被钳位，而小于0.7伏的信号不受D1、D2的影响，直接进入后级电路。
基准电压产生电路由电阻R4、两个串联的二极管D3和D4组成，电阻R4一端与5伏电源连接，电阻R4的另一端与串联的两个二极管D3和D45的阳极连接，串联的两个二极管D3和D45的阴极与地连接，串联的两个二极管D3和D4的阳极是基准电压输出端。与磁阻信号钳位电路叠加的直流电压电路就是基准电压产生电路，磁阻信号钳位电路的输出端通过串联的电容C2和电阻R3与基准电压产生电路的输出端连接，即C2的输入端与钳位电路的输出端连接，R3的输出端与基准电压产生电路的输出端连接，C2与R3连接点是信号叠加转换电路的输出端。
根据二极管的特性使得T3处的电压恒为1.4伏，初始状态下，即输入为零时，T2处电压为0伏，C2充电为1.4伏，即T3处为1.4伏，当有信号输入时，由于电容的特性，使得T3处的电压为T2处的电压加上1.4伏，T2处电压为-0.7伏到+0.7伏的交变信号，因此T3处转换成0.7伏到2.1伏的正电压交变信号。
信号比较由单电源的电压比较器V1构成。T3和T4处的电压进入电压比较电路V1的两个输入端2、3比较，当T3处电压高于T4处，V1输出端1为高电平信号，反之V1输出低电平信号。
电压比较电路采用电压比较器。电压比较电路的输出端与信号叠加转换电路的输出端之间串联反馈电阻R5。R5构成正反馈环节。T5为正(约5伏，大于T4处电压)时，T3处的电压被抬高，T2比0伏更小才能使V1电平翻转，反之T5为负(约0伏，小于T4处电压)时，T3处的电压被拉低，T2比0伏更大才能使V1电平翻转，这样形成了一个门槛电压，可以消除磁阻传感器电压波动和电磁干扰。R3和R5的组合可以改变门槛电压的大小。
本实用新型的工作过程如下：为了便于叙述，假定T5初始电压为0伏。
(1)T1：磁阻传感器逐渐接近发动机的转速或相位齿，磁通量增加，传感器输出为正电压信号，由于电压与磁通量增加变化率成正比，到磁阻传感器逐渐离开发动机的转速或相位齿时，传感器输出为0伏逐渐到最大正电压信号又逐渐减少到零的正半波信号。
(2)T2：通过C1滤波后，R1、D1和D2对该信号钳位到-0.7伏到+0.7伏。
(3)T3：为T3初始加T2，由于T5为0，T3初始为
伏。随着T2处电压的升高，C2的T3端通过R5放电，较C2的T2端冲电慢得多，约当T2大于
时，T3大于1.4伏，即大于T4，V1翻转。变成5伏，此时，C2的T3端通过R5充电。
(4)T5：由于磁阻信号钳位输出使C2充电，C2被充电使其电压大于1.4伏，T3处电压大于1.4伏，T5保持5伏。随着T2处电压为减小，T3处电压小于1.4伏，V1翻转，变成0伏。T5保持0伏到阻传感器逐渐接近发动机的下一个转速或相位齿。又重复(1)过程。
这样，在磁阻传感器经过发动机的一个转速或相位齿的过程中，T5发出一个正脉冲信号(5伏)，满足了发动机ECU对速度信号的要求。实现了前置处理的目的。
需要说明的是，C2的充电比放电快，但时间短，而且放电的大部分时间是T2处于0伏时进行的，这是发动机的转速或相位齿结构决定的，这样就保证了在阻传感器逐渐接近发动机的下一个转速或相位齿时，T3初始为
伏。
图2是本实用新型的最佳实施例。显然，磁阻信号钳位电路的反并联二极管可以使用两个或多个串联后再并联，与磁阻信号钳位电路叠加的直流电压可以另设，基准电压产生电路的二极管可以是一个、三个或更多等。
综上所述，本实用新型的核心是利用钳位电路将磁阻信号处理并与基准电压叠加产生比较信号，使电压比较电路的灵敏度能从0伏起始可调，因此，凡是将磁阻信号与基准电压叠加产生比较信号的均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，包括一直流电源、磁阻信号输入处理电路、电压比较电路，其特征在于：电压比较电路的输入端分别连接比较信号和基准电压，磁阻信号输入处理电路包括磁阻信号钳位电路和信号叠加转换电路，磁阻信号钳位电路和基准电压产生电路与信号叠加转换电路连接，信号叠加转换电路的输出端和基准电压产生电路的输出端分别与电压比较电路的两个输入端连接。
2.根据权利要求1所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其特征在于：磁阻信号钳位电路由电容C1、电阻R1和两个反并联二极管D1、D2组成，电容C1和电阻R1串联后与两个二极管D1、D2反并联后并联，电容C1的两端是磁阻信号输入端，两个二极管D1、D2反并联的两端作为磁阻信号钳位电路的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其特征在于：基准电压产生电路由电阻R4、两个串联的二极管D3和D4组成，电阻R4一端与5伏电源连接，电阻R4的另一端与串联的两个二极管D3和D45的阳极连接，串联的两个二极管D3和D45的阴极与地连接，串联的两个二极管D3和D4的阳极是基准电压输出端。
4.根据权利要求1或2所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其特征在于：磁阻信号钳位电路的输出端通过串联的电容C2和电阻R3与基准电压产生电路的输出端连接，即C2的输入端与钳位电路的输出端连接，R3的输出端与基准电压产生电路的输出端连接，C2与R3连接点是信号叠加转换电路的输出端。
5.根据权利要求1或2所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其特征在于：电压比较电路的输出端与信号叠加转换电路的输出端之间串联反馈电阻R5。
6.根据权利要求1或2所述的发动机磁阻式转速传感器的前置处理器，其特征在于：电压比较电路采用电压比较器。
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|---|---|---|---|---|
| CN105675904A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-15 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | 一种车速传感器信号处理电路 |
| CN107656086A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-02 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 一种核电站主泵转速信号监测系统及方法 |
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Granted publication date: 20070718 |
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