DE102006043017A1

DE102006043017A1 - Schaltung mit einem steuerbaren Signalwandler

Info

Publication number: DE102006043017A1
Application number: DE200610043017
Authority: DE
Inventors: Oliver Schatz; Leopold Beer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Also published as: WO2008031683A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung mit einem Eingangssignal (10), einem Signalwandler (30) und einem Ausgangssignal (40), wobei das Ausgangssignal (40) mittels des Signalwandlers (30) aus dem Eingangssignal (10) darstellbar ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß die Schaltung eine Bewertungseinheit (20) aufweist, mittels der in Abhängigkeit von einer Änderung des Eingangssignals (10) der Signalwandler (30) steuerbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schaltung mit einem Eingangssignal, einem Signalwandler und einem Ausgangssignal, wobei das Ausgangssignal mittels des Signalwandlers aus dem Eingangssignal darstellbar ist.
Mikro-elektro-mechanische Bauelemente (MEMS), insbesondere mikromechanische Sensoren, bestehen oftmals aus einem Meßelement und einer Auswerteschaltung. Die Auswerteschaltung bereitet die vom Meßelement aufgenommene Meßgröße auf, in dem sie beispielsweise aus einer Kapazitätsänderung in ein Spannungssignal umgeformt, verstärkt und analog-digital gewandelt wird. Die Auswerteschaltung gibt schließlich ein definiertes Ausgabesignal aus. In vielen Fällen ist der Energiebedarf der Aufbereitung und damit großer Teile der Auswerteschaltung weit größer, als der Energiebedarf zur Aufrechterhaltung der Funktion des Meßelements allein. Die Auswerteschaltung ist immer in Betrieb, auch wenn sich die Eingangsgröße zeitlich nicht ändert. Der Energiebedarf der Auswerteschaltung ist somit ein bestimmender und vermeidbarer Anteil am Gesamtenergiebedarf eines Sensors, der in batteriebetriebenen Geräten die Dauer der Betriebsbereitschaft reduzieren kann.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Schaltung mit einem Eingangssignal, einem Signalwandler und einem Ausgangssignal, wobei das Ausgangssignal mittels des Signalwandlers aus dem Eingangssignal darstellbar ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß die Schaltung eine Bewertungseinheit aufweist, mittels der in Abhängigkeit von einer Änderung des Eingangssignals der Signalwandler steuerbar ist. Vorteilhaft kann hierdurch die Arbeitsweise der Schaltung durch das Eingangssignal nach dessen Erfordernissen angepaßt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der Signalwandler durch die Bewertungseinheit derart steuerbar ist, daß bei einer Änderung des Eingangssignals der Signalwandler eingeschaltet wird oder auch bei einem gleichbleibenden Eingangssignal der Signalwandler ausgeschaltet wird. Vorteilhaft wird hierbei die Bewertungseinheit nur betrieben, wenn sich das Eingangssignal ändert. Vorteilhaft kann so, durch einen nur zeitweisen Betrieb der Bewertungseinheit, Energie für den Betrieb der Schaltung gespart werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Schaltung eine Taktung aufweist. Vorteilhaft ist hierdurch ein Zeitmaß gegeben, in dem alle wesentlichen Komponenten der Schaltung arbeiten, insbesondere in dem das Eingangssignal auf eine Änderung hin bewertet wird und dementsprechend der Signalwandler beeinflußt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Schaltung einen Speicher aufweist, in dem das Ausgangssignal speicherbar ist. Vorteilhaft steht so das letzte gebildete Ausgangssignal jederzeit zur Verfügung, auch wenn der Signalwandler etwa abgeschaltet wird, oder die Schaltung sich in einem sonstigen zustand befindet, indem gerade kein aktuelles Ausgangssignal gebildet ist. Vorteilhaft stellt das in dem Speicher gespeicherte Ausgangssignal auch immer ein aktuelles dem Eingangssignal entsprechendes Signal dar,
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß das Eingangssignal ein analoges Signal, das Ausgangssignal ein digitales Signal und der Signalwandler ein Analog-Digital-Wandler ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß das Eingangssignal das Signal eines mikromechanischen Sensors, insbesondere eines mikromechanischen Sensors mit kapazitiven Meßmitteln, ist. Vorteilhaft können Meßwerte mikromechanischer Sensoren mit einer derartigen Schaltung besonders energiesparend ausgelesen werden.
Zeichnung
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einem steuerbaren Signalwandler, und
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einem steuerbaren Signalwandler.
Ausführungsbeispiel
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einem steuerbaren Signalwandler. Dargestellt ist eine Schaltung mit einem Eingangssignal 10, einer Bewertungseinheit 20, einem Signalwandler 30 und einem Ausgangssignal 40. Das Eingangssignal 10 wird der Bewertungseinheit 20 zugeführt und dort auf eine Signaländerung hin bewertet. Diese Bewertung kann beispielsweise auf einer zeitlichen Änderung des Eingangssignals 10 selbst, oder auf eine Änderung gegenüber einem Referenzwert basieren. Die Entscheidung, ob eine Signaländerung vorliegt, kann mit einem Schwellenwert 15 für ein Mindestmaß einer Änderung oder auch mit einer Toleranz behaftet sein. Der Schwellenwert 15 kann programmierbar sein. Er kann intern gesetzt oder auch von außen gesetzt oder zuführbar sein. Die Bewertungseinheit 20 gibt in diesem Beispiel entweder das Signal Änderung JA oder das Signal Änderung NEIN aus. Das Signal JA oder NEIN wird dem Signalwandler 30 zugeleitet. Ist das Signal JA aktiv, so wird der Signalwandler 30 eingeschaltet bzw. im eingeschalteten Zustand belassen. Ist das Signal NEIN aktiv, so wird der Signalwandler 30 ausgeschaltet bzw. im ausgeschalteten Zustand belassen. Außerdem wird das Eingangssignal 10 mittelbar oder unmittelbar dem Signalwandler 30 zugeführt. Mittelbares Zuführen des Eingangssignals 10 kann beispielsweise bedeuten, daß das Eingangssignal 10 noch verstärkt oder in irgendeiner Art bearbeitet wird. Im Signalwandler 30 wird das Eingangssignal 10 in ein Ausgangssignal 40 gewandelt. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Analog-Digital-Wandlung des Signals. Unter Wandlung kann in alternativer Ausführung der Erfindung aber auch eine anders geartete Signalverarbeitung des Eingangssignals 10 zum Ausgangssignal 40 verstanden werden. Der Signalwandler 30 stellt im eingeschalteten Zustand an einem Ausgang das Ausgangssignal 40 bereit.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einem steuerbaren Signalwandler. Diese alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Eingangssignal 10 in parallelen Signalpfaden sowohl der Bewertungseinheit 20 als auch dem Signalwandler 30 direkt zugeleitet wird.
Das Ausgangssignal 40 ist in einem Speicher 50 gespeichert, sodaß es auch dann zur Verfügung steht, wenn der Signalwandler 30 sich im ausgeschalteten Zustand befindet oder aus sonstigen Gründen gerade kein Ausgangssignal 40 bereitstellt. Diese Ausführung läßt sich auch in einer Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels realisieren.
Die erfindungsgemäße Schaltung nach den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, aber nicht auf diese beschränkt, ist besonders als Bestandteil einer Auswerteschaltung für mikromechanische Sensoren geeignet. Das Eingangssignal 10 entspricht hier einem Meßelement nahen Sensorsignal. Änderungen dieses Sensorsignals können erkannt und in Abhängigkeit davon die Auswerteschaltung oder bestimmte Teile davon ein- und ausgeschaltet werden. Die Auswerteschaltung wird somit beispielsweise nur dann betrieben, wenn eine Signaländerung stattgefunden hat und verbraucht auch nur dann Energie.

Claims

Schaltung mit einem Eingangssignal (10), einem Signalwandler (30) und einem Ausgangssignal (40), wobei das Ausgangssignal (40) mittels des Signalwandlers (30) aus dem Eingangssignal (10) darstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Bewertungseinheit (20) aufweist, mittels der in Abhängigkeit von einer Änderung des Eingangssignals (10) der Signalwandler (30) steuerbar ist.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (30) durch die Bewertungseinheit (20) derart steuerbar ist, daß bei einer Änderung des Eingangssignals (10) der Signalwandler (30) eingeschaltet wird und/oder bei einem gleichbleibenden Eingangssignal (10) der Signalwandler (30) ausgeschaltet wird.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Taktung aufweist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Speicher (50) aufweist, in dem das Ausgangssignal (40) speicherbar ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (10) ein analoges Signal, das Ausgangssignal (40) ein digitales Signal und der Signalwandler (30) ein Analog-Digital-Wandler ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (10) das Signal eines mikromechanischen Sensors, insbesondere eines mikromechanischen Sensors mit kapazitiven Meßmitteln, ist.