DE102007041646A1 - Active sensor e.g. proximity sensor, operating method, involves generating alternative transmitting signal, where shortest spectral distance of interference signal to nearest spectral line of transmitting signal spectrum is greater - Google Patents

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Abstract

The method involves examining a despreaded measuring signal (13a) and/or despreaded, low-pass filtered measuring signal (13b) on an interspersed interference signal (14). An alternative transmitting signal (15) is generated instead of a transmitting signal (11) during the detection of the interference signal, where a shortest spectral distance of the interference signal to a nearest spectral line of an alternative transmitting signal spectrum is greater than the shortest spectral distance of the interference signal to a nearest spectral line of a transmitting signal spectrum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors, wobei der Sensor wenigstens einen Oszillator, eine ein Spreizsignal erzeugende Signalquelle, einen Modulator, ein Sensorelement, einen Demodulator und eine Auswerteeinheit mit einem Tiefpaß umfaßt, wobei mit dem Oszillator ein Sendegrundsignal erzeugt wird, das Sendegrundsignal mit dem Spreizsignal mittels des Modulators zu einem Sendesignal mit einem im wesentlichen diskreten Sendesignal-Spektrum gespreizt wird, das Sensorelement mit dem Sendesignal beaufschlagt wird, ein gespreiztes Meßsignal von dem Sensorelement abgegriffen wird, das gespreizte Meßsignal dem Demodulator zugeführt und entspreizt wird und das entspreizte Meßsignal der Auswerteeinheit zugeführt und von der Auswerteeinheit mit dem Tiefpaß gefiltert und ausgewertet wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch einen diesbezüglichen aktiven Sensor, mit einer programmierbaren Recheneinheit.The Invention relates to a method for operating an active sensor, wherein the sensor at least one oscillator, one spread signal generating signal source, a modulator, a sensor element, a Demodulator and an evaluation unit with a low-pass filter, wherein with the oscillator a transmission base signal is generated, the Send basic signal with the spread signal by means of the modulator a transmit signal having a substantially discrete transmit signal spectrum is spread, the sensor element is supplied with the transmission signal is tapped, a spread measurement signal from the sensor element is, the spread measurement signal supplied to the demodulator and despread and the despread measurement signal of the evaluation unit supplied and filtered by the evaluation unit with the low-pass filter and evaluated. In addition, the invention relates also a related active sensor, with a programmable Processing unit.

Verfahren zum Betreiben von aktiven Sensoren und aktive Sensoren der beschriebenen Art sind im Stand der Technik seit einiger Zeit bekannt und sie werden in ganz unterschiedlichen Bereichen der Technik, insbesondere auf dem Gebiet der Verfahrens- und Prozeßtechnik, angewendet. Unter aktiven Sensoren sind im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Sensoren zu verstehen, die ein Sendesignal erzeugen und ein Meßergebnis auf Grundlage der direkten oder indirekten Auswertung des von dem Sensorelement emittierten Sensorsignals gewinnen. Typische Beispiele für derartige Sensoren sind zum Beispiel kapazitive, induktive, optoelektronische oder auch Radarsensoren, die auf der Emittierung eines elektromagnetischen Signals beruhen. Andere Sensoren, die beispielsweise auf der Emittierung von Druckwellen als Sendesignal beruhen, sind zum Beispiel Ultraschallsensoren. Im folgenden werden sowohl der Stand der Technik als auch das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße aktive Sensor anhand des Beispiels eines kapazitiven Sensors beschrieben. Genauso gut könnten auch andere aktive Sensoren zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Lehren herangezogen werden; die Erfindung ist nicht auf die Verwendung in Zusammenhang mit aktiven kapazitiven Sensoren beschränkt.method for operating active sensors and active sensors of the type described Art have been known in the art for some time and they be in very different areas of technology, in particular in the field of process engineering. Among active sensors are within the meaning of the present invention to understand such sensors that generate and transmit a transmission signal Measurement result based on direct or indirect Evaluation of the sensor signal emitted by the sensor signal win. Typical examples of such sensors are, for example capacitive, inductive, optoelectronic or radar sensors, which are based on the emission of an electromagnetic signal. Other sensors, for example, on the emission of pressure waves As a transmission signal are, for example, ultrasonic sensors. In the following, both the prior art and the invention Method and the active sensor according to the invention described using the example of a capacitive sensor. Just like that other active sensors could also be well described the teachings of the invention are used; the invention is not related to use in connection with active limited capacitive sensors.

Kapazitive Sensoren werden häufig als Näherungsschalter oder Näherungssensoren eingesetzt, die in einem Objektbereich die Annäherung bzw. das Vorhandensein eines Objektes detektieren und ein mit dieser Detektion korrespondierendes Meß- bzw. Auswertesignal ausgeben. Der überwiegende Teil der heute zum Einsatz kommenden Näherungssensoren beruht auf der Beeinflussung der Güte einer in dem Näherungssensor verwendeten Schwingkreises durch ein in dem Objektbereich befindliches Objekt und der Auswertung der Schwingungsamplitude des mehr oder weniger bedämpften Schwingkreises. Die hier in Rede stehenden aktiven Sensoren arbeiten nach einem anderen Konzept. Hier wird das Sensorelement direkt mit einem Sendesignal beaufschlagt, das beispielsweise im Falle des aus der DE 198 13 013 A1 bekannten kapazitiven Näherungsschalters in einem Spannungssignal besteht, das auf eine Elektrode des als Kondensator ausgebildeten Sensorelements gegeben wird. Als Meßsignal kann beispielsweise der durch das Sendesignal verursachte Verschiebungsstrom am Kondensator verwendet werden, der sich in Abhängigkeit von einem Objekt im Objektbereich des Sensorelements verändert.Capacitive sensors are frequently used as proximity switches or proximity sensors which detect the approach or the presence of an object in an object area and output a measurement or evaluation signal corresponding to this detection. The majority of the proximity sensors used today are based on influencing the quality of a resonant circuit used in the proximity sensor by an object located in the object area and evaluating the oscillation amplitude of the more or less damped resonant circuit. The active sensors in question work on a different concept. Here, the sensor element is acted upon directly with a transmission signal, which, for example, in the case of the DE 198 13 013 A1 known capacitive proximity switch consists in a voltage signal which is applied to an electrode of the sensor element designed as a capacitor. For example, the displacement current caused by the transmission signal can be used as a measurement signal on the capacitor, which changes as a function of an object in the object region of the sensor element.

Bei den in Rede stehenden aktiven Sensoren handelt es sich grundsätzlich um offene Systeme, die sich zumindest in Richtung auf den Überwachungsbereich mit ihrem Sensorelement sensitiv öffnen und grundsätzlich nicht nur empfänglich für das selbst emittierte Sendesignal sind, sondern auch empfänglich sind für Störsignale aus dem Überwachungsbereich, die nicht von dem Sensorelement emittiert worden sind, das Sensorelement und den Sensor aber gleichwohl – ungewollt – beeinflussen.at the active sensors in question are basically to open systems, at least in the direction of the surveillance area open sensitively with their sensor element and basically not only receptive to the self-emitted Transmission signal but are also susceptible to spurious signals from the surveillance area, not from the sensor element However, the sensor element and the sensor nevertheless - unintentionally - influence.

Eine effektive Methode zur Unterdrückung von in den aktiven Sensor über das Sensorelement eingestrahlten Störsignalen besteht in dem Einsatz der sogenannten Spreizspektrum-Technik. Dabei wird ein zuvor direkt auf das Sensorelement geleitetes Sensorgrundsignal – beispielsweise eine periodische Rechteckfolge – durch Modulation frequenzgespreizt, das heißt, die ursprünglich in einem kleinen Frequenzbereich des Sendegrundsignal-Spektrums befindlichen Spektralanteile des Sendegrundsignals werden durch Modulation über einen weitaus umfangreicheren Spektralbereich des modulierten Signals, also des Sendesignals im Sinne der Erfindung, verteilt. Dabei werden die Amplituden der einzelnen Spektrallinien innerhalb des gespreizten Sendesignal-Spektrums gegenüber den Amplituden des Sendegrundsignals erheblich reduziert, häufig so weit, daß sie von einem Hintergrundrauschen praktisch nicht mehr unterscheidbar sind.A effective method of suppressing in the active Sensor over the sensor element irradiated interference signals consists in the use of the so-called spread spectrum technique. there is a previously grounded directly to the sensor element sensor ground signal - for example a periodic rectangular sequence - frequency-spread by modulation, that is, originally in a small frequency range the transmission ground signal spectrum spectral components of the Sendegrundsignals are by modulation over a far more extensive spectral range of the modulated signal, so the Transmission signal according to the invention, distributed. Here are the Amplitudes of the individual spectral lines within the splayed Transmission signal spectrum with respect to the amplitudes of the transmission base signal considerably reduced, often to the extent of background noise are virtually indistinguishable.

Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, das Sendegrundsignal durch Modulation zu spreizen. Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, das Sendegrundsignal mit einem Rauschsignal als Spreizsignal zu mischen, das heißt im Zeitbereich, das Sendegrundsignal und das Spreizsignal bzw. Rauschsignal zu multiplizieren. Anstelle eines "echten" Rauschsignals, das beispielsweise aus dem thermischen Rauschen eines PN-Übergangs einer Diode erhalten werden kann, läßt sich auch ein Pseudo-Zufallssignal, zum Beispiel in Form einer binären Zufallsfolge als Spreizsignal einsetzen.There are various ways known to spread the transmit base signal by modulation. One possibility is, for example, to mix the transmission base signal with a noise signal as a spreading signal, that is to multiply in the time domain, the transmission base signal and the spread signal or noise signal. Instead of a "real" noise signal, for example, from the thermal noise of a PN junction of a diode can be obtained, a pseudo-random signal, for example in the form of a binary random sequence can be used as a spreading signal.

Das Sensorelement wird mit dem gespreizten Sendesignal beaufschlagt. Dann wird entweder das von dem Sensorelement wieder empfangene Sendesignal oder ein durch das Sendesignal verursachtes Signal – wie zum Beispiel der Verschiebungsstrom des als Kondensator ausgebildeten Sensorelements – gemessen und erneut gemischt, nämlich so, daß das gespreizte Sendesignal und damit das gespreizte Meßsignal entspreizt wird und als entspreiztes Meßsignal für eine weitere Auswertung verfügbar ist. Die durch das erneute Mischen mittels des Demodulators bewirkte Entspreizung ist eine spektrale Stauchung des zuvor gespreizten Meßsignals, wodurch die Amplituden der Spektrallinien des entspreizten Meßsignals wieder deutlich erhöht werden und problemlos von einem möglichen Hintergrundrauschen unterschieden werden können. Um einen solchen Effekt zu erzielen, hat es sich bewährt, das gespreizte Meßsignal im Demodulator mit dem gespreizten Sendesignal zu mischen, wodurch – in einem idealen System – sämtliche Anteile des Sendegrundsignals zu kleineren Frequenzen hin zurückgemischt werden, insbesondere in den Gleichanteil des Sendegrundsignals zurückgemischt werden.The Sensor element is acted upon by the spread transmission signal. Then either the received signal from the sensor element again or a signal caused by the transmission signal, such as for example, the displacement current of the capacitor designed as Sensor element - measured and remixed, namely such that the spread transmission signal and thus the spread Measuring signal is despread and as a despread measuring signal is available for further evaluation. The by the remixing by means of the demodulator caused despreading is a spectral compression of the previously spread measurement signal, whereby the amplitudes of the spectral lines of the despread measuring signal be increased significantly again and easily from one possible background noise can be distinguished. To achieve such an effect, it has proven useful the spread signal in the demodulator with the spread Mixing signal, which - in an ideal system - all Shares of the transmission base signal mixed back to smaller frequencies are, in particular, mixed back into the DC component of the transmission base signal become.

Der eigentliche "Witz" der Spreizspektrum-Technik besteht nun darin, daß ein in das gespreizte Sendesignal eingestreutes Störsignal, das dann Bestandteil des gespreizten Meßsignals ist, durch die Mischung im Demodulator mit dem gespreizten Sendesignal nicht spektral gestaucht, sondern vielmehr gespreizt wird, da das Störsignal durch den Demodulator im Unterschied zu dem Sendegrundsignal erstmalig gemischt und damit frequenzgespreizt wird. Die Amplituden der gespreizten Spektralanteile des Störsignals im entspreizten Meßsignal haben dem zufolge auch eine geringere Amplitude als die Spektralbestandteile des ungespreizten Störsignals.Of the The real "joke" of the spread spectrum technique is to in that an interference signal interspersed in the spread transmission signal, which is then part of the spread measurement signal, through the mixture in the demodulator with the spread transmission signal is not spectrally compressed, but rather spread, since the interference signal by the demodulator in contrast to the transmission ground signal for the first time mixed and thus frequency spread. The amplitudes of the splayed Spectral components of the interference signal in the despread measurement signal also have a lower amplitude than the spectral components of the unspread spurious signal.

Ungeachtet der beschriebenen Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Betreiben aktiver Sensoren und der bekannten aktiven Sensoren weisen die Sensoren jedoch auch einige Nachteile auf. So hat sich beispielsweise herausgestellt, daß sehr schmalbandige Störsignale, insbesondere im wesentlichen harmonische Störsignale, sich trotz der Spreizspektrum-Technik erheblich verfälschend auf das entspreizte Meßsignal auswirken können und so zu einer Fehlauswertung des entspreizten Meßsignals durch die Auswerteeinheit führen können. Ferner sind die bislang aus dem Stand der Technik bei aktiven Sensoren bekannten technischen Umsetzungen sehr aufwendig und kostenintensiv. So werden bei bekannten aktiven Sensoren beispielsweise die Rauschquelle und der Oszillator zur Generierung des Sendegrundsignals sowie Modulator und Demodulator diskret aufgebaut, was vergleichsweise aufwendig und fehleranfällig ist.regardless the advantages described are known from the prior art Method for operating active sensors and the known active ones Sensors, however, also have some disadvantages for the sensors. So For example, it has been found that very narrowband Interference signals, in particular substantially harmonic interference signals, in spite of the spread spectrum technique significantly distorted can affect the despread measurement signal and so to a false evaluation of the despread measuring signal can lead through the evaluation unit. Further are so far known from the prior art in active sensors technical implementations very expensive and expensive. So be in known active sensors, for example, the noise source and the oscillator for generating the transmission base signal and modulator and demodulator built discretely, which is relatively expensive and error prone.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors sowie einen diesbezüglichen Sensor zur Verfügung zu stellen, mit denen eine geringere Störanfälligkeit erzielt werden kann.Of the The present invention is therefore based on the object, a method for operating an active sensor as well as a related one To provide sensor with which a lower Susceptibility to failure can be achieved.

Die zuvor aufgezeigt Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst bei einem Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors dadurch gelöst, daß das entspreizte Meßsignal und/oder das entspreizte tiefpaßgefilterte Meßsignal auf eingestreute Störsignale hin untersucht wird und bei Erkennen eines Störsignals anstelle des Sendesignals wenigstens ein Alternativsendesignal erzeugt wird, wobei das Alternativsendesignal ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum aufweist und der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums.The previously indicated task is according to the invention first in a method of operating an active sensor thereby solved that the despread measuring signal and / or the despread low-pass filtered measurement signal is examined for interspersed interfering signals and at Detecting an interference signal instead of the transmission signal at least an alternative transmission signal is generated, wherein the alternative transmission signal has a discrete alternative transmit signal spectrum and the smallest Spectral distance of the interference signal to the nearest Spectral line of the alternative transmission signal spectrum larger is considered to be the smallest spectral distance of the interfering signal the nearest spectral line of the transmit signal spectrum.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors bringt den ganz erheblichen Vorteil mit sich, daß durch Verwendung des Alternativsendesignals die spektralen Bestandteile des – insbesondere sehr schmalbandigen – Störsignals im entspreizten Meßsignal hin zu höheren Frequenzen verschoben werden und daher insbesondere im üblicherweise auszuwertenden Gleichanteil des entspreizten Meßsignals nicht mehr so störend in Erscheinung treten, wie die spektralen Bestandteile des gleichen Störsignals bei Verwendung des ursprünglichen Sendesignals, die aber von geringerer Frequenz sind und daher störender in dem auszuwertenden Gleichanteil des entspreizten Meßsignals in Erscheinung treten.The Method designed according to the invention for operating of an active sensor brings the very significant advantage, that by using the alternative transmission signal, the spectral Components of - in particular very narrow band - noise shifted in the despread measurement signal towards higher frequencies and therefore in particular in the usually to be evaluated DC component the despread measuring signal no longer so disturbing appear as the spectral components of the same Noise signal when using the original one Transmission signal, but of lower frequency and therefore more disturbing in the DC component of the despread measurement signal to be evaluated appear.

Wenn davon ausgegangen wird, daß das gespreizte Sendesignal ein im wesentlichen diskretes Sendesignal-Spektrum aufweist, dann läßt sich das diskrete Spektrum allgemein beschreiben durch

Figure 00050001
Assuming that the spread transmit signal has a substantially discrete transmit signal spectrum, then the discrete spectrum can be broadly described
Figure 00050001

In Gleichung (1) ist c1 eine Konstante und die Konstanten c2(n, k) sind die Konstanten Gewichtungsfaktoren der jeweils um fs(n, k) verschobenen δ-Impulse. Ein sehr schmalbandiges und vor allem harmonisches Störsignal, das in das Sendesignal eingestreut wird und zusammen mit dem Sendesignal das gespreizte Meßsignal bildet, wird im Frequenzbereich üblicherweise beschrieben durch zwei symmetrisch zur Null-Frequenz angeordnete Spektrallinien, die entweder mit gleichen oder entgegengesetzten Vorzeichen behaftet sind, wie beispielsweise in Gleichung (2) gezeigt:

Figure 00050002
In equation (1), c 1 is a constant and the constants c 2 (n, k) are the constants of weighting factors of the δ-pulses shifted by f s (n, k), respectively. A very narrow-band and above all harmonic interference signal, which is interspersed in the transmission signal and forms the spread measurement signal together with the transmission signal, is usually described in the frequency domain by two spectral lines arranged symmetrically with respect to the zero frequency, which have either the same or opposite signs. as shown in equation (2), for example:
Figure 00050002

Es soll hier zunächst vereinfachend angenommen werden, daß das gespreizte Meßsignal einerseits aus dem unveränderten, gespreizten Sendesignal besteht und andererseits aus dem überlagerten Störsignal. In der Frequenzdarstellung des gespreizten Meßsignals erscheint das Störsignal folglich lediglich in Form der zwei zusätzlichen Spektrallinien gemäß Gleichung (2). Aufgrund der Symmetrie der Spektrallinien für positive und negative Frequenzen werden im folgenden jeweils nur positive Frequenzen betrachtet. Von Interesse ist hier die Spektrallinie des Störsignals im Spektrum des gespreizten Meßsignals und auch jene Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums, die der Störsignal-Spektrallinie nächstgelegen ist. Dieser geringste Abstand der Störsignal-Spektrallinie zu einer Sendesignal-Spektrallinie im gespreizten Meßsignal-Spektrum wird als Δfmin,1 bezeichnet.It will be assumed here, for simplicity's sake, that the spread measurement signal consists, on the one hand, of the unchanged, spread transmission signal and, on the other hand, of the superimposed interference signal. In the frequency representation of the spread measurement signal, the interference signal consequently appears only in the form of the two additional spectral lines according to equation (2). Due to the symmetry of the spectral lines for positive and negative frequencies, only positive frequencies are considered below. Of interest here is the spectral line of the interfering signal in the spectrum of the spread measurement signal and also that spectral line of the transmitted signal spectrum, which is the Störsignal spectral line nearest. This smallest distance of the interference signal spectral line to a transmission signal spectral line in the spread measurement signal spectrum is denoted as Δf min, 1 .

Von Interesse und für das Verständnis der Erfindung wichtig ist die Frage, wie sich die Demodulation auf das Störsignal auswirkt und welche spektralen Bestandteile das Störsignal im Spektrum des entspreizten Meßsignals verursacht. Das Störsignal wird über den Demodulator durch Exklusiv-Oder-Verknüpfung oder durch Multiplikation mit dem Sendesignal verknüpft. Der Multiplikation im Zeitbereich entspricht eine Faltung im Frequenzbereich, weshalb der Beitrag des Störsignals zu dem entspreizten Meßsignal durch Gleichung (3) beschrieben wird:

Figure 00060001
Of interest and important for understanding the invention is the question of how the demodulation affects the interference signal and which spectral components cause the interference signal in the spectrum of the despread measurement signal. The interference signal is linked via the demodulator by exclusive-OR operation or by multiplication with the transmission signal. The multiplication in the time domain corresponds to a convolution in the frequency domain, for which reason the contribution of the interference signal to the despread measurement signal is described by Equation (3):
Figure 00060001

Die Faltung der jeweils frequenzverschobenen Dirac-Impulse führt lediglich zu einer weiteren Verschiebung, wie in der Gleichung (3) angedeutet. Aus der Gleichung (3) ergibt sich ferner, daß der niedrigstfrequente Beitrag des Störsignals im entspreizten Meßsignal exakt dem kleinsten Spektralabstand Δfmin,1 des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums entspricht. Dies wiederum bedeutet, daß bei der erfindungsgemäßen Erzeugung eines Alternativsendesignals anstelle des ursprünglichen Sendesignals das Störsignal im entspreizten Meßsignal zu höheren Frequenzen hin verschoben werden kann, wenn das Alternativsendesignal erfindungsgemäß ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum aufweist und der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums. Das Alternativsendesignal muß also derart gewählt werden, daß der kleinste Spektralabstand Δfmin,2 des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand Δfmin,1 des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums, womit die Störung des Gleichanteils des entspreizten Meßsignals im niederfrequenten Bereich deutlich geringer ist. Darüber hinaus besteht bei Filterung des entspreizten Meßsignals mit einem Tiefpaß mit hinreichend kleiner Grenzfrequenz dann die Möglichkeit, den Einfluß des Störsignals vollständig zu eliminieren.The convolution of the respective frequency-shifted Dirac pulses merely leads to a further shift, as indicated in equation (3). It also follows from equation (3) that the lowest-frequency contribution of the interference signal in the despread measurement signal corresponds exactly to the smallest spectral distance Δf min, 1 of the interference signal to the nearest spectral line of the transmission signal spectrum. This in turn means that in the generation of an alternative transmission signal according to the invention instead of the original transmission signal, the interference signal in the despread measurement signal can be shifted towards higher frequencies, if the alternative transmission signal according to the invention has a discrete alternative transmission signal spectrum and the smallest spectral distance of the interference signal to the nearest spectral line of the alternative transmission signal Spectrum is greater than the smallest spectral distance of the interfering signal to the nearest spectral line of the transmitted signal spectrum. The alternative transmission signal must therefore be chosen such that the smallest spectral distance Δf min, 2 of the interference signal to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the smallest spectral distance .DELTA.f min, 1 of the interference signal to the nearest spectral line of the transmission signal spectrum, thus the disturbance the DC component of the despread measuring signal in the low-frequency range is significantly lower. In addition, when filtering the despread measuring signal with a low-pass filter with a sufficiently small cutoff frequency, it is then possible to completely eliminate the influence of the interfering signal.

Das erfindungsgemäße Verfahren und der zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtete aktive Sensor lassen sich aus dem vorgenannten Grund ferner ver bessern, indem das Alternativsendesignal so gewählt wird, daß der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als die Grenzfrequenz des Tiefpasses, wodurch alle Einflüsse des Störsignals auf kleinere Frequenzen des Nutzsignals im entspreizten Meßsignal bzw. im entspreizten und tiefpaßgefilterten Meßsignal ausgeschlossen werden können.The inventive method and the implementation this method set active sensor can be from the The above reason also ver better by the alternative transmission signal is chosen so that the smallest spectral distance of the interfering signal to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is larger as the cutoff frequency of the low pass, eliminating all influences of the interfering signal to smaller frequencies of the useful signal in the despread measurement signal or in the despread and low-pass filtered Measuring signal can be excluded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Alternativsendesignal so gewählt, daß die Spektrallinien des Alternativsendesignal-Spektrums im wesentlichen verschieden sind von den Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums, so daß der Einsatz des Alternativsendesignals anstelle des ursprünglichen Sendesignals mit hoher Wahrscheinlichkeit auch eine spektrale Veränderung des Störsignaleinflusses auf das entspreizte Meßsignal bzw. das entspreizte und tiefpaßgefilterte Meßsignal bewirkt.In a further advantageous embodiment of the inventive method, the alternative transmission signal is chosen so that the spectral lines of the alternative transmission signal spectrum are substantially different from the spectral lines of the transmission signal spectrum, so that the use of the alternative transmission signal instead of the original transmission signal with high probability also a spectral change the Störsignaleinflusses on the despread measuring signal or the despread and low-pass filtered Meßsi gnal causes.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Alternativsendesignal so gewählt, daß die Spektrallinien des Alternativsendesignals im wesentlichen mittig zwischen den Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums liegen, wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses dann bevorzugt weniger als die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums und des Alternativsendesignal-Spektrums beträgt. Der Grund für die spezielle Wahl der Grenzfrequenz des Tiefpasses in Abhängigkeit von dem spektralen Abstand der Spektrallinien des Alternativsendesignals und des Sendesignals liegt darin, daß bei dieser Grenzfrequenz alle Störsignaleinflüsse innerhalb des Tiefpaßbereiches, das heißt also innerhalb des tiefpaßgefilterten, entspreizten Meßsignals, ausgeschlossen werden können, es sei denn, daß ein harmonisches Störsignal ganz exakt auf einer Spektrallinie des Sendesignals oder des Alternativsendesignals liegt.In a very particularly preferred embodiment of the invention Method, the alternative transmission signal is selected so that the Spectral lines of the alternative transmission signal substantially centered lie between the spectral lines of the transmitted signal spectrum, wherein the cutoff frequency of the low pass then prefers less than that Half the distance between two adjacent spectral lines the transmission signal spectrum and the alternative transmission signal spectrum is. The reason for the special choice of Cutoff frequency of the low pass as a function of the spectral Distance of the spectral lines of the alternative transmission signal and the transmission signal is that at this cutoff frequency all Störsignaleinflüsse within the low-pass range, that is within the low-pass filtered, despread measurement signal, can be excluded unless one Harmonic interference signal exactly on a spectral line the transmission signal or the alternative transmission signal is located.

In einer vorteilhaften und konkretisierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen aktiven Sensors wird als Spreizsignal zur Erzeugung des Sendesignals eine N-stellige binäre Zufallsfolge mit einer Periode N·T verwendet, wobei T die Chip-Dauer der einzelnen Bits des Spreizsignals bezeichnet. Als Spreizsignal zur Erzeugung des Alternativsendesignals wird eine 2N-stellige binäre Folge mit der Periode 2·N·T verwendet, zu einer Hälfte bestehend aus einer N-stelligen binären Zufallsfolge und zur anderen Hälfte bestehend aus der invertierten N-stelligen binären Zufallsfolge. Eine N-stellige binäre Zufallsfolge erzeugt ein diskretes Frequenzspektrum, das im wesentlichen eine si-förmige (si(x) = sin(x)/x) Hüllkurve aufweist, wobei die Nullstellen der Hüllkurve an den Stellen n/T mit n = 1, 2, 3, ... liegen und die Spektrallinien der binären Zufallsfolge bei den Frequenzen n/(N·T) mit n = 0, 1, 2, 3, ... liegen.In an advantageous and more concrete embodiment of the invention Method and the active sensor according to the invention is an N-digit as a spreading signal for generating the transmission signal binary random sequence with a period N · T used where T denotes the chip duration of the individual bits of the spread signal. As a spreading signal for generating the alternative transmission signal is a 2N-digit binary sequence with the period 2 · N · T used to one half consisting of one N-digit binary random sequence and the other half from the inverted N-ary binary random sequence. An N-ary binary random sequence generates a discrete one Frequency spectrum that is essentially a sigmoid (si (x) = sin (x) / x) envelope, wherein the zeros of the Envelope at the points n / T with n = 1, 2, 3, ... lie and the spectral lines of the binary random sequence in the Frequencies n / (N · T) with n = 0, 1, 2, 3, ... are.

Eine 2N-stellige binäre Zufallsfolge hat grundsätzlich auch ein diskretes Spektrum mit einer si-förmigen Hüllkurve, deren Nullstellen bei den Frequenzen n/T liegen und deren Spektrallinien bei den Frequenzen n/(2·N·T), mit n = 1, 2, 3, ... liegen. Durch das erfindungsgemäße Bildeprinzip des Spreizsignals zur Erzeugung des Alternativsendesignals fallen jedoch alle geradzahligen Vielfache der Frequenz n/(2·N·T) weg, so daß die Spektren des Sendesignals und des Alternativsendesignals überdeckungsfrei ineinandergreifen und der Spektralabstand zweier benachbarter Spektrallinien jeweils 1/(2·N·T) beträgt. Um den Einfluß eines schmalbandigen Störsignals auf den Gleichanteil des entspreizten Meßsignals sicher zu verhindern, wird ein Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz von höchstens 1/(4·N·T) verwendet.A 2N-digit binary random sequence basically has also a discrete spectrum with a sigmoid envelope, their zeros are at the frequencies n / T and their spectral lines at the frequencies n / (2 * N * T), where n = 1, 2, 3, ... lie. By the image principle according to the invention the spread signal for generating the alternative transmission signal fall however, all even multiples of the frequency n / (2 * N * T) away, so that the spectra of the transmission signal and the alternative transmission signal without coverage mesh and the spectral distance of two adjacent spectral lines each 1 / (2 × N × T). To the influence of a narrow band interference signal on the DC component of the despread Safely prevent measuring signal is a low-pass with a Cutoff frequency of at most 1 / (4 * N * T) used.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Vorhandensein eines Störsignals in dem entspreizten Meßsignal und/oder dem entspreizten, tiefpaßgefilterten Meßsignal durch Detektion eines zeitveränderlichen Gleichanteils erkannt. Dieses Verfahren ist allerdings problematisch, wenn die Störung exakt auf einer Spektrallinie des Sendesignals liegt. Ein derartiges Störsignal kann jedoch bei höheren Frequenzen erkannt werden. Wenn das entspreizte Meßsignal Signalanteile im Frequenzbereich zwischen 3/(4·N·T) und 5/(4·N·T) hat, dann bedeutet dies, daß ein Störsignal vorhanden ist, welches durch die Spreizung des Störsignals auch Signalanteile im Frequenzbereich zwischen –1/(4·N·T) und +1/(4·N·T) – also innerhalb der Bandbreite des Tiefpaßfilters – hat. Um dies zu realisieren, ist ein Bandpaßfilter notwendig.In In another embodiment of the method, the presence an interference signal in the despread measurement signal and / or the despread, low-pass filtered measurement signal by detection of a time-variable DC component recognized. This procedure is however problematic if the Disturbance exactly on a spectral line of the transmission signal lies. However, such interference signal can at higher Frequencies are detected. If the despread measurement signal Signal components in the frequency range between 3 / (4 · N · T) and 5 / (4 * N * T), then this means that a Noise signal is present, which is due to the spread of the Interference signal also signal components in the frequency range between -1 / (4 · N · T) and + 1 / (4 * N * T) - ie within the bandwidth of the low-pass filter - has. To realize this, a bandpass filter is necessary.

In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gespreizte Meßsignal mit dem Demodulator durch Verknüpfung mit dem gespreizten Sendesignal – sofern das gespreizte Meßsignal zumindest teilweise auf dem Sendesignal beruht – bzw. durch Verknüpfung mit dem gespreizten Alternativsendesignal – sofern das gespreizte Meßsignal zumindest teilweise auf dem Al ternativsendesignal beruht – entspreizt, wobei die Verknüpfung insbesondere eine Multiplikation oder eine Exklusiv-Oder-Operation ist. Dazu wird das gespreizte Sendesignal bzw. das gespreizte Alternativsendesignal nicht nur dem Sensorelement sondern auch dem Demodulator zugeführt. Dadurch wird auch das Problem gelöst, eine Synchronisation zwischen dem sendeseitigen und dem empfangsseitigen Sendesignal (= Meßsignal) zu gewährleisten, die zur Demodulation des gespreizten Meßsignals notwendig ist; die Synchronisationsgenauigkeit muß im wesentlichen besser sein als 1/2 Bit der verwendeten binären Zufallsfolge zur Erzeugung des Spreizsignals.In another embodiment of the invention Method is the spread signal with the demodulator by linking with the spread transmit signal - if the spread measurement signal at least partially on the transmission signal is based - or by linking with the splayed Alternative transmission signal - if the spread signal based, at least in part, on the alternative transmission signal - despread, where the link is in particular a multiplication or an exclusive-or operation. This is the splayed Transmission signal or the spread alternative transmission signal not only supplied to the sensor element but also to the demodulator. This will also solve the problem, a synchronization between the transmit-side and the receive-side transmit signal (= measurement signal) to ensure that the demodulation of the splayed Measurement signal is necessary; the synchronization accuracy must be substantially better than 1/2 bit of the one used binary random sequence for generating the spread signal.

Nach einer weiteren unabhängigen Lehre der Erfindung ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem aktiven Sensor mit wenigstens einer programmierbaren Recheneinheit, einem Oszillator, einer ein Spreizsignal erzeugenden Signalquelle, einem Modulator, einem Sensorelement, einem Demodulator und einer Auswerteeinheit mit einem Tiefpaß, wobei der Sensor so eingerichtet ist, daß mit dem Oszillator ein Sendegrundsignal erzeugbar ist, das Sendegrundsignal mit dem Spreizsignal mittels des Modulators zu einem Sendesignal mit einem im wesentlichen diskreten Sendespektrum spreizbar ist, das Sensorelement mit dem Sendesignal beaufschlagbar ist, ein – zumindest teilweise – von dem Sendesignal verursachtes gespreiztes Meßsignal von dem Sensorelement abgreifbar ist, das gespreizte Meßsignal dem Demodulator zuführbar und vom Demodulator entspreizbar ist und das entspreizte Meßsignal der Auswerteeinheit zuführbar und von der Auswerteeinheit mit dem Tiefpaß filterbar und auswertbar ist, dadurch gelöst, daß die programmierbare Recheneinheit so eingerichtet ist, daß mit ihr als Spreizsignal eine binäre Zufallsfolge erzeugbar ist. Dadurch, daß die programmierbare Recheneinheit speziell auch dafür vorgesehen ist, als Spreizsignal eine binäre Zufallsfolge zu generieren, kann auf anderenfalls notwendige schaltungstechnische Elemente verzichtet werden, was den aktiven Sensor insgesamt einfacher im Aufbau, störunanfälliger, zuverlässiger und von der Herstellung preiswerter werden läßt.According to a further independent teaching of the invention, the object underlying the invention in an active sensor with at least one programmable arithmetic unit, an oscillator, a spreading signal generating signal source, a modulator, a sensor element, a demodulator and an evaluation unit with a low-pass filter, wherein the sensor is set up so that with the oscillator a transmission base signal can be generated, the transmission base signal is spreadable by the modulator to a transmission signal with a substantially discrete transmission spectrum, the sensor element is acted upon by the transmission signal, one - at least partially - caused by the transmission signal spread measuring signal from the sensor element can be tapped off, the spread measurement signal to the demodulator fed and can be despread by the demodulator and the despread measuring signal of the evaluation unit can be fed and filtered by the evaluation unit with the low-pass filter and evaluated, achieved in that the programmable arithmetic unit is set up so that a binary random sequence can be generated with it as a spreading signal. The fact that the programmable arithmetic unit is specifically designed to generate a binary random sequence as a spreading signal can be dispensed with otherwise necessary circuitry elements, which makes the active sensor overall simpler in construction, störunanfälliger, reliable and cheaper to manufacture.

Bei der programmierbaren Recheneinheit kann es sich ganz allgemein um ein funktional programmierbares Hardwareelement handeln, also beispielsweise eine sequentiell arbeitende Recheneinheit wie einen Mikroprozessor mit externem Speicher oder einen Mikrocontroller, es kann sich jedoch auch um ein program mierbares und parallel arbeitendes Speicherelement handeln, wie z. B. einen FPGA.at The programmable arithmetic unit can be quite general act a functionally programmable hardware element, so for example a sequential processing unit such as a microprocessor with external memory or a microcontroller, it may, however also a program mable and parallel operating memory element act, such as B. an FPGA.

Zur Gewährleistung der Synchronität von Mischprozessen innerhalb des Modulators und des Demodulators hat es sich bei einem bevorzugt ausgestalteten aktiven Sensor als vorteilhaft herausgestellt, daß die programmierbare Recheneinheit so eingerichtet ist, daß mit ihr die binäre Zufallsfolge in einer zu dem Takt des Oszillators synchronen Frequenz erzeugbar ist. Dabei kann der Oszillator ein separates elektronisches Bauelement sein, das den erzeugten Takt an die Recheneinheit weitergibt, es kann sich genauso gut jedoch auch um einen von der Recheneinheit umfaßten Oszillator handeln.to Ensuring the synchronicity of mixing processes within the modulator and the demodulator it has a preferred active sensor designed as advantageous, that the programmable arithmetic unit is set up that with her the binary random sequence in one too the clock of the oscillator synchronous frequency can be generated. there the oscillator can be a separate electronic component, which passes the generated clock to the arithmetic unit, it can just as well, but also included in one of the arithmetic unit Act oscillator.

Ein weiterer bevorzugter aktiver Sensor ist dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit so eingerichtet ist, daß mit ihr das Sendegrundsignal erzeugbar ist, insbesondere als periodische Rechtecksignalfolge, wobei die Rechtecksignalfolge vorzugsweise in einer zu dem Takt des Oszillators synchronen Frequenz erzeugt wird.One Another preferred active sensor is characterized in that that the programmable arithmetic unit is set up that with it the transmission ground signal can be generated, in particular as a periodic rectangular signal sequence, wherein the rectangular signal sequence preferably in a synchronous to the clock of the oscillator frequency is produced.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des aktiven Sensors ist die programmierbare Recheneinheit so eingerichtet, daß mit ihr direkt das Sendegrundsignal mit dem Spreizsignal zu dem gespreizten Sendesignal modulierbar und ausgebbar ist, wodurch der gesamte Spreizvorgang bis zur Erzeugung des Sendesignals bzw. des Alternativsendesignals allein innerhalb der Recheneinheit ausführbar ist, wodurch sich gegenüber dem diskreten Aufbau große Einsparmöglichkeiten ergeben. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn als Sendegrundsignal eine periodische Rechtecksignalfolge erzeugbar ist, da sich diese sehr einfach innerhalb einer auf binärer Logik basierenden Recheneinheit erzeugen, darstellen und ausgeben läßt. Es ist dann insbesondere vorteilhaft, wenn die Erzeugung des Sendegrundsignals mit einer zu dem Takt des Oszillators synchronen Frequenz verläuft, wobei mit dieser synchronen Frequenz eine höhere oder niedrigere Frequenz als die Taktfrequenz des Oszillators gemeint ist, solange sich die synchrone Frequenz durch Über-, Gleich- oder Untersetzung des Oszillatortakts ergibt.In a particularly preferred embodiment of the active sensor the programmable arithmetic unit set up so that with you directly the send basic signal with the spread signal to the spread Transmitter signal can be modulated and output, whereby the entire spreading process until the generation of the transmission signal or the alternative transmission signal is executable solely within the arithmetic unit, whereby Compared to the discrete structure large savings result. In this case, it is advantageous if the transmission base signal a periodic rectangular signal sequence can be generated, since these very simple within a binary logic based Generate, display and output processing unit. It is then particularly advantageous if the generation of the transmission base signal with a synchronous to the clock of the oscillator frequency, with this synchronous frequency being higher or lower Frequency is meant as the clock frequency of the oscillator, as long as the synchronous frequency is due to over-, equal- or reduction of the oscillator clock.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des aktiven Sensors ist die programmierbare Recheneinheit ferner so eingerichtet, daß mit ihr das Sendegrundsignal mit dem Spreizsignal zu dem gespreizten Sendesignal modulierbar und ausgebbar ist, insbesondere durch Multiplikation bzw. Exklusiv-Oder-Verknüpfung von Sendegrundsignal und Spreizsignal. Insbesondere bei Verwendung von periodischen Rechtecksignalen als Sendegrundsignal und binären Zufallsfolgen als Spreizsignal kann die Mischung der beiden Signale bei freier Rechenkapazität der Recheneinheit besonders vorteilhaft von der Recheneinheit selbst ausgeführt werden. In diesem Fall sind zur Erzeugung des Sendesignals – abgesehen von der Recheneinheit selbst – keine weiteren Hardwareelemente erforderlich. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen aktiven Sensors ist die Recheneinheit so eingerichtet, daß mit ihr das auszugebende Spreizsignal und/oder das auszugebende Sendegrundsignal und/oder das auszugebende Sendesignal über eine serielle Schnittstelle der Recheneinheit ausgegeben wird. Durch diese Maßnahme kann die Recheneinheit erheblich entlastet werden, da die auszugebenden Signale nicht einzeln, sondern in Wortbreite in ein mit der seriellen Schnittstelle korrespondierendes Register geschrieben werden können und dann automatisch seriell über die Schnittstelle ausgegeben werden, wozu die Recheneinheit bzw. die serielle Schnittstelle der Recheneinheit nicht explizit angewiesen werden muß. Bekannte Mikrocontroller gestatten es beispielsweise, 8 Bit parallel – also in einem Prozessor-Takt – in ein Schnittstellen-Register zu schreiben, wobei diese 8 Bit dann anschließend von der seriellen Schnittstelle mit fester Taktfrequenz synchron zum Takt des Sendesignals nacheinander ausgebbar sind.In a further advantageous embodiment of the active sensor the programmable arithmetic unit further arranged so that with you the send basic signal with the spread signal to the spread Transmitter signal can be modulated and output, in particular by multiplication or exclusive-OR linkage of send basic signal and Spread signal. Especially when using periodic square wave signals as Sendegrundsignal and binary random sequences as a spreading signal can mix the two signals with free computing capacity the arithmetic unit particularly advantageous from the arithmetic unit itself be executed. In this case, to generate the Transmission signal - apart from the arithmetic unit itself - no further Hardware elements required. In a particularly preferred embodiment the active sensor according to the invention is the Arithmetic unit set up so that with her the output Spread signal and / or the transmission base signal to be output and / or the transmission signal to be output via a serial interface the arithmetic unit is output. By this measure can the computing unit be relieved considerably, since the output Signals not individually, but in word width in one with the serial interface corresponding register can be written and then automatically output serially via the interface What is the computing unit or the serial interface of the Calculation unit does not have to be explicitly instructed. Known Microcontrollers allow, for example, 8 bits in parallel - ie in a processor clock - in an interface register to write these 8 bits then from the serial interface with fixed clock frequency synchronous to the clock of the transmission signal can be output one after the other.

Bei besonders leistungsfähigen Recheneinheiten ist die programmierbare Recheneinheit des aktiven Sensors – auch – als Demodulator eingerichtet, so daß mit der programmierbaren Recheneinheit auch das gespreizte Meßsignal aufnehmbar und entspreizbar ist, insbesondere durch Multiplikation bzw. Exklusiv-Oder-Verknüpfung des gespreizten Meßsignals mit dem Sendesignal.at particularly powerful computing units is the programmable Computing unit of the active sensor - also - as Demodulator set up so that with the programmable Arithmetic unit and the spread measurement signal can be received and is despread, in particular by multiplication or exclusive-OR operation the spread measurement signal with the transmission signal.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des aktiven Sensors ist die programmierbare Recheneinheit – auch – als Auswerteeinheit ausgestaltet, so daß mit ihr das entspreizte Meßsignal bzw. das entspreizte und tiefpaßgefilterte Meßsignal auswertbar ist.In a particularly preferred embodiment of the active sensor the programmable arithmetic unit - also - as Evaluation unit designed so that despread with her Measuring signal or the despread and low-pass filtered Measuring signal can be evaluated.

Der zuvor beschriebene aktive Sensor ist in einer bevorzugten Ausgestaltung so eingerichtet, daß mit ihm das anfangs beschriebene Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors durchführbar ist, er also eine Störsignalausblendung reali siert durch Erkennen eines – insbesondere schmalbandigen – Störsignals und anschließendem Erzeugen eines Alternativsendesignals derart, daß das Alternativsendesignal ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum aufweist und der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums.Of the previously described active sensor is in a preferred embodiment arranged so that with him the procedure described at the beginning to operate an active sensor is feasible, he So a Störsignalausblendung reali Siert by recognizing a - in particular narrowband - noise and then generating an alternative transmission signal such that the alternative transmission signal is a discrete alternative transmission signal spectrum and the smallest spectral distance of the interfering signal to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the smallest spectral distance of the Noise signal to the nearest spectral line of the transmission signal spectrum.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors und den aktiven Sensor selbst auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 und dem Patentanspruch 8 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the individual there are now a variety of ways the inventive method for operating a active sensor and the active sensor itself and further education. Reference is made on the one hand to the claim 1 and the claim 8 subordinate claims, on the other hand, to the following description of embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show

1 ein Ausführungsbeispiel eines aktiven Sensors, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, 1 An embodiment of an active sensor, which is operated by the method according to the invention,

2a, 2b die Darstellung eines Spreizsignals SR und eines Sendesignals So im Zeit- und im Frequenzbereich, 2a . 2 B the representation of a spread signal S R and a transmission signal So in the time and frequency domain,

2c schematisch, die Darstellung des ungestörten Sendesignals SS und des Meßsignals SM im Frequenzbereich, 2c schematically, the representation of the undisturbed transmission signal S S and the measurement signal S M in the frequency domain,

2d exemplarisch und ausschnittsweise, ein gestörtes, gespreiztes Meßsignal SM im Frequenzbereich, 2d exemplary and fragmentary, a disturbed, spread measurement signal S M in the frequency domain,

2e exemplarisch und ausschnittsweise, ein entspreiztes und gestörtes Meßsignal SM im Frequenzbereich, 2e exemplary and fragmentary, a despread and disturbed measurement signal S M in the frequency domain,

3 das Spektrum eines idealen Rauschsignals als Spreizsignal SR im Frequenzbereich, 3 the spectrum of an ideal noise signal as a spreading signal S R in the frequency domain,

4 einen detaillierten Ausschnitt eines gespreizten Sendesignals SS im Frequenzbereich, 4 a detailed section of a spread transmission signal S S in the frequency domain,

5a, 5b Bit-Sequenzen von Spreizsignalen zur Erzeugung eines Sendesignals und eines Alternativsendesignals, 5a . 5b Bit sequences of spreading signals for generating a transmission signal and an alternative transmission signal,

6a, 6b Detaildarstellungen der Spreizsignale, beruhend auf den Bit-Sequenzen in den 5a und 5b, 6a . 6b Detailed representations of the spreading signals based on the bit sequences in the 5a and 5b .

7a, 7b ausschnittsweise, die Darstellung des gespreizten und entspreizten Meßsignals SM mit Störsignal in Frequenzdarstellung, verursacht durch ein Sendesignal, 7a . 7b fragmentary, the representation of the spread and despread measurement signal S M with interfering signal in frequency representation, caused by a transmission signal,

8a, 8b, ausschnittsweise, die Darstellung des gespreizten und entspreizten Meßsignals SM mit Störsignal in Frequenzdarstellung, verursacht durch ein Alternativsendesignal, 8a . 8b in section, the representation of the spread and despread measurement signal S M with interfering signal in frequency representation, caused by an alternative transmission signal,

9 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen aktiven Sensors mit einer Recheneinheit, 9 An embodiment of an active sensor according to the invention with a computing unit,

10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen aktiven Sensors mit einer Recheneinheit, 10 a further embodiment of an active sensor according to the invention with a computing unit,

11 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen aktiven Sensors mit einer Recheneinheit und serieller Schnittstelle, 11 An embodiment of an active sensor according to the invention with a computing unit and serial interface,

12 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen aktiven Sensors mit einer Recheneinheit und 12 An embodiment of an active sensor according to the invention with a computing unit and

13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen aktiven Sensors mit Recheneinheit. 13 a further embodiment of an active sensor according to the invention with arithmetic unit.

Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors 1 und der erfindungsgemäße aktive Sensor 1 anhand der in den 1 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen wird ausschließlich Bezug genommen auf einen aktiven kapazitiven Sensor. Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße aktive Sensor sind jedoch nicht an eine Kapazität als Sensorelement gebunden, wichtig ist für die Erfindung lediglich, daß es sich um einen aktiven Sensor handelt, der ein offenes physikalisches System ist und durch Energieeintrag von außen störbar ist.In the following, the inventive method for operating an active sensor 1 and the active sensor according to the invention 1 based on in the 1 to 13 described embodiments described. In the exemplary embodiments, reference is exclusively made to an active capacitive sensor. However, the method according to the invention and the active sensor according to the invention are not bound to a capacitance as a sensor element, it is only important for the invention that it is an active sensor, which is an open physical system and can be disturbed by external energy input.

In 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Sensor 1 dargestellt. Der Sensor 1 umfaßt einen Oszillator 2, eine ein Spreizsignal 3 erzeugende Signalquelle 4, einen Modulator 5, ein Sensorelement 6, einen Demodulator 7 und eine Auswerteeinheit 8 mit einem Tiefpaß 9. Mit dem Oszillator 2 wird ein Sendegrundsignal 10 erzeugt, und das Sendegrundsignal 10 wird mit dem Spreizsignal 3 mittels des Modulators 5 zu einem Sendesignal 11 mit einem im wesentlichen diskreten Sendesignal-Spektrum gespreizt, wobei das Sensorelement 6 mit dem Sendesignal 11 beaufschlagt wird. Von dem Sensorelement 6 wird dann ein gespreiztes Meßsignal 12 abgegriffen und dem Demodulator 7 zugeführt, wobei der Demodulator 7 zur Entspreizung des Meßsignals 12 zu einem entspreizten Meßsignal 13a dient. Das entspreizte Meßsignal 13a wird der Auswerteeinheit 8 zugeführt und dort mit dem Tiefpaß 9 gefiltert und ausgewertet.In 1 is a known from the prior art sensor 1 shown. The sensor 1 includes an oscillator 2 , a spread signal 3 generating signal source 4 , a modulator 5 , a sensor element 6 , a demodulator 7 and an evaluation unit 8th with a low pass 9 , With the oscillator 2 becomes a send basic signal 10 generated, and the transmission base signal 10 is with the spreading signal 3 by means of the modulator 5 to a transmission signal 11 is spread with a substantially discrete transmission signal spectrum, wherein the sensor element 6 with the transmission signal 11 is charged. From the sensor element 6 then becomes a spread signal 12 tapped and the demodulator 7 fed, the demodulator 7 for despreading the measuring signal 12 to a despread measurement signal 13a serves. The despread measurement signal 13a becomes the evaluation unit 8th fed and there with the low pass 9 filtered and evaluated.

In den 1 und 9 bis 13 sind anstelle der verschiedenen Signale, die außer einem eingestreuten Störsignal 14 nicht explizit dargestellt sind, die korrespondierenden Signallinien mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. In den Figuren ist jeweils durch zwei antiparallele Pfeile an dem Sensorelement 6 angedeutet, daß der betrachtete Sensor 1 ein aktiver Sensor 1 ist, der in seine Umgebung das Sendesignal 11 emittiert und auf der Emission des Sendesignals 11 beruhende Einstrahlungen wieder aufnimmt. Daneben kann aber auch das Störsignal 14 auf das Sensorelement 6 und damit auf den aktiven Sensor 1 einwirken und die Messung ungewollt beeinflussen und verfälschen; auch kann das Störsignal direkt auf das Meßsignal einwirken.In the 1 and 9 to 13 are instead of the different signals, except for an interspersed noise signal 14 are not explicitly shown, the corresponding signal lines provided with the corresponding reference numerals. In the figures, by two antiparallel arrows on the sensor element 6 indicated that the considered sensor 1 an active sensor 1 is that in its environment the transmission signal 11 emitted and on the emission of the transmission signal 11 resumes radiating radiation. In addition, but also the interference signal 14 on the sensor element 6 and thus on the active sensor 1 act and unintentionally influence and distort the measurement; Also, the interference signal can act directly on the measurement signal.

Die Funktionsweise des in 1 dargestellten bekannten aktiven Sensors 1, der auf dem Prinzip der Spreizspektrum-Technik basiert, wird zunächst anhand der 2a bis 2e erläutert, die in ganz schematischer Weise die hier interessierenden Signale im Frequenzbereich und teilweise auch im Zeitbereich zeigen.The functioning of the in 1 shown known active sensor 1 , which is based on the principle of spread spectrum technology, is first based on the 2a to 2e which shows in a very schematic way the signals of interest here in the frequency domain and partly also in the time domain.

2a zeigt das Spreizsignal 3 (SR), das von einer N-stelligen binären Zufallsfolge 16 mit einer Periode N·T gebildet wird; derartige Signale werden auch als Pseudo-Zufallszahlen oder als Pseudo-Rauschen (pseudo noise) bezeichnet. Das untere Diagramm in 2a zeigt das Spreizsignal 3 betragsmäßig im Frequenz bereich, wobei das durch die binäre Zufallsfolge 16 erzeugte Spreizsignal 3 ein diskretes Amplitudenspektrum aufweist, das – im Idealfall – eine si-Kurve als Hüllkurve aufweist. In 2b ist das Sendegrundsignal 10 (SO) dargestellt, das im vorliegenden Fall durch ein sich mit der Periode T0 wiederholendes Rechtecksignal realisiert ist. Aufgrund der Periodizität des Signals weist auch das Sendegrundsignal 10 ein diskretes Spektrum auf, wobei die einzelnen Spektrallinien bei einem Vielfachen der Frequenz 1/T0 liegen. Auch die Amplituden des Sendegrundsignals 10 werden im Frequenzbereich durch eine si-förmige Hüllkurve begrenzt. 2a shows the spread signal 3 (S R ), that of an N-ary binary random sequence 16 is formed with a period N · T; Such signals are also referred to as pseudorandom numbers or as pseudo noise. The lower diagram in 2a shows the spread signal 3 in terms of amount in the frequency range, which by the binary random sequence 16 generated spread signal 3 has a discrete amplitude spectrum which, ideally, has an si curve as the envelope. In 2 B is the transmission basic signal 10 (S O ) represented, which is realized in the present case by a square wave repeating with the period T 0 . Due to the periodicity of the signal also points the send basic signal 10 a discrete spectrum, wherein the individual spectral lines are at a multiple of the frequency 1 / T 0 . Also the amplitudes of the send basic signal 10 are limited in the frequency domain by a sigmoid envelope.

Die Modulation des Sendegrundsignals 10 mit dem Spreizsignal 3 erfolgt durch eine Multiplikation beider Signale im Zeitbereich, was im Frequenzbereich einer Faltung entspricht. Durch die Faltung der verschobenen δ-Impulse des Spreizsignals 3 mit den verschobenen δ-Impulsen des Sendegrundsignals 10 entsteht im Ergebnis eine unendliche Anzahl von insgesamt noch weiter verschobenen δ-Impulsen des Sendesignals 11 (SS), das in 2c dargestellt ist. Je nachdem, welches Signal von dem Sensorelement 6 als Meßsignal 12 abgegriffen wird, können das Sendesignal 11 und das Meßsignal 12 sehr ähnliche Spektraldarstellungen aufweisen, was in 2c angedeutet ist. Wichtig ist, daß das Sendesignal 11 und das Meßsignal 12 frequenzgespreizte Signale sind.The modulation of the send basic signal 10 with the spreading signal 3 is done by multiplying both signals in the time domain, which corresponds to a convolution in the frequency domain. By folding the shifted δ-pulses of the spread signal 3 with the shifted δ-pulses of the transmission ground signal 10 results in an infinite number of total even further shifted δ-pulses of the transmission signal 11 (S S ), that in 2c is shown. Depending on which signal from the sensor element 6 as a measuring signal 12 is tapped, the transmission signal 11 and the measurement signal 12 have very similar spectral representations, what in 2c is indicated. It is important that the transmission signal 11 and the measurement signal 12 are frequency spread signals.

In 2d ist das gespreizte Meßsignal 12 nochmals ausschnittsweise dargestellt, wobei zusätzlich der Beitrag des Störsignals 14 zu dem Spektrum des gespreizten Meßsignals 12 eingezeichnet ist. Das Störsignal 14 ist im vorliegenden Fall eine harmonische Schwingung mit der Frequenz fstör. Die anderen beiden dargestellten Spektrallinien gehören zu dem gespreizten Meßsignal 12, das durch das ungestörte Sendesignal 11 verursacht worden ist. Von besonderem Interesse ist hier jene Spektrallinie des gespreizten Meßsignals 12, die nächstgelegen ist zu der Spektrallinie des Störsignals 14, die beide durch den kleinsten Spektralabstand Δfmin voneinander beabstandet sind. Wie anhand der Gleichungen (1) bis (3) schon ausgeführt worden ist, wird durch diesen kleinsten Spektralabstand Δfmin gleichzeitig die niedrigste Frequenz bestimmt, mit der das Störsignal 14 in dem entspreizten Meßsignal 13a oder dem entspreizten, tiefpaßgefilterten Meßsignal 13b in Erscheinung tritt.In 2d is the spread signal 12 again shown in fragmentary form, with the addition of the interference signal 14 to the spectrum of the spread measurement signal 12 is drawn. The interference signal 14 is in the present case a harmonic oscillation with the frequency f sturgeon . The other two spectral lines shown belong to the spread measurement signal 12 , by the undisturbed transmission signal 11 has been caused. Of particular interest here is that spectral line of the spread measurement signal 12 which is closest to the spectral line of the interfering signal 14 , both of which are spaced apart by the smallest spectral distance Δf min . As has already been explained with reference to equations (1) to (3) determined by this smallest spectral distance Δf min simultaneously the lowest frequency at which the interference signal 14 in the despread measuring signal 13a or the despread, low-pass filtered measurement signal 13b appears in appearance.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben des zuvor beschriebenen aktiven Sensors wird das entspreizte Meßsignal 13a und/oder das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal 13b auf eingestreute Störsignale hin untersucht und bei Erkennen eines Störsignals 14 wird anstelle des Sendesignals 11 wenigstens ein Alternativsendesignal 15 erzeugt. Dabei weist das Alternativsendesignal 15 ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum auf, wobei der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums. Aufgrund des zuvor aufgezeigten Zusammenhangs zwischen dem kleinsten Spektralabstand des Störsignals 14 und der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums bzw. des Alternativsendesignal-Spektrums wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Störsignal 14 im entspreizten Meßsignal 13a bzw. im entspreizten tiefpaßgefilterten Meßsignal 13b zu höheren Frequenzen hin verschoben und stört den interessierenden Gleichanteil des entspreizten Meßsignals 13a, 13b nicht mehr im Bereich der tiefen Frequenzen. Bei Einsatz eines geeigneten Tiefpasses 9, dessen Grenzfrequenz unterhalb der Frequenz des Störsignals 14 im entspreizten Meßsignal 13a, 13b liegt, kann das Störsignal 14 im entspreizten, tiefpaßgefilterten Meßsignal 13b sogar vollständig ausgeblendet werden.In the method according to the invention for operating the active sensor described above, the despread measuring signal 13a and / or the despread, low pass filtered signal 13b examined for interspersed interference signals and when detecting an interference signal 14 is used instead of the transmission signal 11 at least one alternative transmission signal 15 generated. In this case, the alternative transmission signal 15 a discrete alternative transmission signal spectrum, wherein the smallest spectral distance of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the smallest spectral distance of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the transmit signal spectrum. Due to the above-mentioned relationship between the smallest spectral distance of the interfering signal 14 and the nearest spectral line of the transmit signal spectrum or the alternative transmit signal spectrum is the interference signal in the inventive method 14 in the despread measuring signal 13a or in the despread lowpass filtered measurement signal 13b shifted to higher frequencies and interferes with the interest DC component of the despread measuring signal 13a . 13b no longer in the range of low frequencies. When using a suitable low pass 9 whose cut-off frequency is below the frequency of the interfering signal 14 in the despread measuring signal 13a . 13b is, the interference signal can 14 in despread, low-pass filtered signal 13b even completely hidden.

In 3 ist nochmals das Amplitudenspektrum des Spreizsignals 3 dargestellt, das mit einer binären Zufallsfolge 16 mit N Bits erzeugt worden ist. Die Bitdauer des Spreizsignals 3 beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 2 μs.In 3 is again the amplitude spectrum of the spread signal 3 represented by a binary random sequence 16 has been generated with N bits. The bit duration of the spread signal 3 is in the illustrated embodiment 2 microseconds.

In 4 ist dargestellt das Amplitudenspektrum eines Sendesignals 11, das entstanden ist aus Modulation eines nicht näher dargestellten Sendegrundsignals, das aus einer periodischen Rechteckfolge besteht, und das mit dem in 3 dargestellten Spreizsignal 3 moduliert worden ist. Grundsätzlich ist in 4 jedoch zu erkennen, daß das gespreizte Sendesignal 11 einen deutlich höheren Frequenzbereich abdeckt und im wesentlichen Spektrallinien mit einer deutlich geringeren Amplitude aufweist.In 4 is shown the amplitude spectrum of a transmission signal 11 , which has arisen from modulation of an unspecified transmit base signal, which consists of a periodic rectangular sequence, and that with the in 3 shown spreading signal 3 has been modulated. Basically, in 4 however, to recognize that the spread transmission signal 11 covers a much higher frequency range and essentially has spectral lines with a significantly lower amplitude.

In den hier insgesamt dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Verfahren zum Betreiben des aktiven Sensors 1 jeweils so ausgestaltet, daß der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als die Grenzfrequenz des Tiefpasses 9, da in diesem Fall das Störsignal 14 komplett ausgeblendet werden kann und insbesondere den Gleichanteil des entspreizten, tiefpaßgefilterten Meßsignals 13b nicht mehr beeinflußt. Ferner ist das Verfahren in allen Ausführungsbeispielen so ausgestaltet, daß die Spektrallinien des Alternativsendesignal-Spektrums im wesentlichen mittig zwischen den Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums liegen, wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses 9 dann weniger als die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums und des Alternativsendesignal-Spektrums beträgt, da nur unter dieser Bedingung eine vollständige Störsignalausblendung möglich ist.In the embodiments shown here in total, the method for operating the active sensor 1 each designed so that the smallest spectral distance of the interfering signal 14 to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the cut-off frequency of the low-pass filter 9 , because in this case the interfering signal 14 can be completely hidden and in particular the DC component of the despread, low-pass filtered measurement signal 13b no longer affected. Furthermore, the method is configured in all embodiments so that the spectral lines of the alternative transmission signal spectrum are substantially centered between the spectral lines of the transmission signal spectrum, wherein the cutoff frequency of the low-pass filter 9 then less than half the distance between two adjacent spectral lines of the transmit signal spectrum and the alternative transmit signal spectrum, since only under this condition, a complete false signal blanking is possible.

Ganz konkret wird die mittige Anordnung der Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums und des Alternativsendesignal-Spektrums dadurch bewirkt, daß das Spreizsignal 3 zur Erzeugung des Sendesignals 11 eine N-stellige binäre Zufallsfolge 16 mit einer Periode N·T ist und das Spreizsignal 3 zur Erzeugung des Alternativsendesignals 15 eine 2N-stellige binäre Folge 17 mit der Periode 2·N·T ist. In 5a ist eine solche N-stellige binäre Zufallsfolge 16 mit N = 55 dargestellt, und in 5b ist eine 2N-stellige binäre Folge 17 mit 2·N = 110 dargestellt. Die 2N-stellige binäre Folge 17 besteht zu einer Hälfte aus einer N-stelligen binären Zufallsfolge – hier also aus 55 Bits – und zur anderen Hälfte aus der invertierten N-stelligen binären Zufallsfolge – also aus weiteren 55 Bits. Die durch periodische Wiederholung der 55-stelligen binären Zufallsfolge 16 und durch die periodische Wiederholung der 110-stelligen binären Folge 17 entstehenden Spreizsignale 3 sind in den 6a und 6b dargestellt, wobei hier erkennbar ist, daß die binären Zufallsfolgen kein ideales Rauschen darstellen, da die Amplituden der einzelnen Spektralanteile zum Teil deutlich von der idealen si-Hüllkurve abweichen.More concretely, the central arrangement of the spectral lines of the transmission signal spectrum and the alternative transmission signal spectrum is effected by the spread signal 3 for generating the transmission signal 11 an N-ary binary random sequence 16 with a period N · T and the spread signal 3 for generating the alternative transmission signal 15 a 2N-digit binary sequence 17 with the period 2 × N × T. In 5a is such an N-ary binary random sequence 16 represented by N = 55, and in 5b is a 2N-digit binary sequence 17 represented by 2 × N = 110. The 2N-digit binary sequence 17 one half consists of an N-ary binary random sequence - in this case 55 bits - and the other half of the inverted N-ary binary random sequence - ie another 55 bits. By periodically repeating the 55-digit binary random sequence 16 and by periodically repeating the 110-digit binary sequence 17 resulting spread signals 3 are in the 6a and 6b shown here, it can be seen that the binary random sequences do not represent ideal noise, since the amplitudes of the individual spectral components differ in some cases significantly from the ideal si envelope.

In den 7a, 7b und 8a, 8b ist vergleichend gegenübergestellt, was mit dem Wechsel vom Sendesignal 11 zum Alternativsendesignal 15 bewirkt wird, wenn das Alternativsendesignal 15 erfindungsgemäß ausgewählt wird. In 7a ist dargestellt das von dem Sendesignal 11 erzeugte gespreizte Meßsignal 12 mit einem harmonischen Störsignal 14, das lediglich eine Spektrallinie mit der Frequenz fStör beiträgt. Die anderen Spektrallinien rühren lediglich von dem Sendesignal 11 her mit Beiträgen bei ganzzahligen vielfachen Frequenzen von 1/N·T. Die Spektrallinie des Störsignals 14 ist am nächsten benachbart zu der Spektrallinie mit der Frequenz (k + 1)/(N·T) des Sendesignals 11. Der kleinste Spektralab stand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignals 11 ist Δfmin,1. In 7b ist das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal 13b dargestellt, wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses 9 mit fT,g bezeichnet ist. Es ist zu erkennen, daß im vorliegenden Fall das der Demodulation unterzogene Störsignal 14 im entspreizten, tiefpaßgefilterten Meßsignal 13b mit der Frequenz Δfmin,1 in Erscheinung tritt. Das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal 13b wird hier auf einen zeitveränderlichen Gleichanteil hin untersucht, wobei eine Zeitveränderlichkeit des Signals durch den Beitrag des Störsignals 14 bewirkt wird.In the 7a . 7b and 8a . 8b is comparatively juxtaposed, what with the change from the transmission signal 11 to the alternative transmission signal 15 is effected when the alternative transmission signal 15 is selected according to the invention. In 7a is shown that of the transmission signal 11 generated spread measured signal 12 with a harmonic interference signal 14 that only contributes a spectral line with the frequency f sturgeon . The other spectral lines are due only to the transmission signal 11 with contributions at integer multiple frequencies of 1 / N · T. The spectral line of the interfering signal 14 is closest to the spotting trelline with the frequency (k + 1) / (N · T) of the transmission signal 11 , The smallest spectral distance of the interfering signal 14 to the nearest spectral line of the transmission signal 11 is Δf min, 1 . In 7b is the despread, low pass filtered signal 13b shown, where the cutoff frequency of the low pass 9 with f T, g is designated. It can be seen that in the present case the interference signal subjected to demodulation 14 in despread, low-pass filtered signal 13b with the frequency Δf min, 1 appears in appearance. The despread, low pass filtered signal 13b is examined here for a time-varying DC component, wherein a time variability of the signal by the contribution of the interference signal 14 is effected.

Bei Erkennen des Störsignals 14 wird das Sendesignal 11 ersetzt durch das Alternativsendesignal 15, was in 8a dargestellt ist. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß das Alternativsendesignal 15 Spektralanteile im gespreizten Meßsignal 12 erzeugt, die genau mittig zwischen den Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums des Sendesignals 11 aus 7a liegen. Dies wird automatisch bewirkt durch das besondere Bildeprinzip, das der 2N-stelligen binären Folge 17 aus 5b zugrundeliegt.Upon detection of the interference signal 14 becomes the transmission signal 11 replaced by the alternative transmission signal 15 , what in 8a is shown. It is readily apparent that the alternative transmission signal 15 Spectral components in the spread measurement signal 12 generated exactly midway between the spectral lines of the transmission signal spectrum of the transmission signal 11 out 7a lie. This is automatically effected by the special image principle, that of the 2N-digit binary sequence 17 out 5b underlying.

Erfindungsgemäß ist der kleinste Spektralabstand Δfmin,2 des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums nunmehr größer als der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums aus 7a. Im vorliegenden Fall bewirkt dies, daß der tiefstfrequente Beitrag des Störsignals 14 zu dem entspreizten Meßsignal 13a außerhalb der Grenzfrequenz fT,g des Tiefpasses 9 liegt. Das entspreizte, nicht tiefpaßgefilterte Meßsignal 13a wird bei Verwendung des Alternativsendesignals 15 also nur noch im Bereich höherer Frequenzen gestört, verglichen mit dem Fall der Verwendung des Sendesignals 11. Das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal 13b wird nach Verwendung des Alternativsendesignals 15 durch das Störsignal 14 nicht mehr beeinflußt, da das Störsignal 14 außerhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses 9 liegt.According to the invention, the smallest spectral distance Δf min, 2 of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum now greater than the smallest spectral distance of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the transmit signal spectrum 7a , In the present case, this causes the lowest-frequency contribution of the interference signal 14 to the despread measuring signal 13a outside the cutoff frequency f T, g of the low pass 9 lies. The despread, not low pass filtered signal 13a is when using the alternative transmission signal 15 So only disturbed in the range of higher frequencies, compared with the case of using the transmission signal 11 , The despread, low pass filtered signal 13b becomes after use of the alternative transmission signal 15 through the interference signal 14 no longer affected, since the interference signal 14 outside the cutoff frequency of the low pass 9 lies.

9 zeigt einen aktiven Sensor 1, der vom Aufbau vergleichbar denen aus dem Stand der Technik bekannten aktiven Sensoren 1 gemäß 1 ist. Der dargestellte aktive Sensor 1 zeichnet sich dadurch aus, daß er über eine programmierbare Recheneinheit 18 verfügt, die so eingerichtet ist, daß mit ihr als Spreizsignal 3 eine binäre Zufallsfolge 16 erzeugbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, auf eine hardwaremäßige und allein zum Zwecke der Spreizsignaler zeugung eingesetzte Signalquelle 4 durch die programmierbare Recheneinheit 18 zu verzichten, wodurch der Aufbau des aktiven Sensors 1 einfacher, weniger störanfällig und preiswerter in der Herstellung ist. 9 shows an active sensor 1 which is structurally similar to those known from the prior art active sensors 1 according to 1 is. The illustrated active sensor 1 is characterized by the fact that it has a programmable arithmetic unit 18 has, which is arranged so that with her as a spreading signal 3 a binary random sequence 16 can be generated. With this configuration, it is possible to a hardware-based and just for the purpose of the spread signal generation used signal source 4 through the programmable arithmetic unit 18 to relinquish, eliminating the structure of the active sensor 1 is easier, less prone to failure and cheaper to manufacture.

Die programmierbare Recheneinheit 18 des aktiven Sensors 1 ist ferner so eingerichtet, daß mit ihr die binäre Zufallsfolge 16 in einer zu dem Takt des Oszillators 2 synchronen Frequenz erzeugbar ist. Dabei kann der Takt des Oszillators 2 auch von dem Systemtakt der Recheneinheit 18 abgeleitet sein, genauso wie umgekehrt der Systemtakt der Recheneinheit 18 von dem Takt des Oszillators 2 abgeleitet sein kann.The programmable arithmetic unit 18 of the active sensor 1 is also arranged so that with her the binary random sequence 16 in one to the clock of the oscillator 2 synchronous frequency can be generated. In this case, the clock of the oscillator 2 also from the system clock of the arithmetic unit 18 be derived, as well as vice versa, the system clock of the arithmetic unit 18 from the clock of the oscillator 2 can be derived.

Die Recheneinheit 18 des in 10 dargestellten aktiven Sensors 1 ist so eingerichtet, daß mit ihr das Sendegrundsignal 10 erzeugbar ist, wobei das Sendegrundsignal 10 im vorliegenden Fall eine periodische Rechtecksignalfolge ist, die eine zu dem Takt des Oszillators 2 synchrone Frequenz aufweist. Synchron bedeutet im vorliegenden Fall lediglich, daß die betreffenden Takte aneinander gekoppelt sind, also auch Vielfache und Bruchteile des jeweils anderen Taktes darstellen können.The arithmetic unit 18 of in 10 represented active sensor 1 is set up so that with her the send basic signal 10 can be generated, wherein the transmission base signal 10 in the present case is a periodic rectangular signal sequence, the one to the clock of the oscillator 2 having synchronous frequency. Synchronous means in the present case only that the clocks in question are coupled to each other, so can represent multiples and fractions of each other's clock.

Der aktive Sensor 1 gemäß der 11 weist eine programmierbare Recheneinheit 18 auf, die so eingerichtet ist, daß mit ihr das Sendegrundsignal 10 mit dem Spreizsignal 3 zu dem gespreizten Sendesignal 11 modulierbar und ausgebbar ist, wobei dies im vorliegenden Fall durch Exklusiv-Oder-Verknüpfung des Sendegrundsignals 10 und des Spreizsignals 3 geschieht.The active sensor 1 according to the 11 has a programmable arithmetic unit 18 on, which is set up so that with her the send basic signal 10 with the spreading signal 3 to the spread transmission signal 11 can be modulated and output, this being in the present case by exclusive OR connection of the transmission base signal 10 and the spreading signal 3 happens.

Von besonderer Bedeutung ist bei dem aktiven Sensor 1 gemäß 11 der Umstand, daß die Recheneinheit 18 so eingerichtet ist, daß mit ihr das auszugebende Sendesignal 11 über eine serielle Schnittstelle 19 ausgebbar ist, die von der programmierbaren Recheneinheit 18 mitumfaßt ist. Vorteil der Verwendung der seriellen Schnittstelle 19 ist, daß eine Vielzahl der auszugebenden Signale in das zu der seriellen Schnittstelle 19 gehörende Register auf einmal geschrieben werden können, wobei die Anzahl der gleichzeitig in das Register einschreibbaren Werte von der Wortlänge des Registers abhängt; im vorliegenden Fall können acht Werte des auszugebenden Sendesignals 11 gleichzeitig in das Register der seriellen Schnittstelle 19 geschrieben werden. Die serielle, also zeitlich hintereinanderliegende Ausgabe der Werte des Sendesignals 11 erfolgt automatisch durch die Schnittstelle 19 und belastet die programmierbare Recheneinheit 18 bzw. den programmierbaren Teil der Recheneinheit 18 nicht.Of particular importance is in the active sensor 1 according to 11 the fact that the arithmetic unit 18 is set up so that with her the output signal to be output 11 via a serial interface 19 can be output by the programmable arithmetic unit 18 is included. Advantage of using the serial interface 19 is that a plurality of the signals to be output in the to the serial interface 19 belonging registers can be written at once, wherein the number of simultaneously inscribable in the register values depends on the word length of the register; In the present case, eight values of the transmission signal to be output 11 at the same time in the register of the serial interface 19 to be written. The serial, ie temporally successive output of the values of the transmission signal 11 takes place automatically through the interface 19 and loads the programmable arithmetic unit 18 or the programmable part of the arithmetic unit 18 Not.

Bei dem aktiven Sensor 1 gemäß 12 handelt es sich bei der programmierbaren Recheneinheit 18 um einen digitalen Signalprozessor, der so eingerichtet ist, daß er als Demodulator 7 und Auswerteeinheit 8 fungiert, so daß mit der programmierbaren Recheneinheit 18 das gespreizte Meßsignal 12 empfangbar und auswertbar ist.For the active sensor 1 according to 12 is the programmable arithmetic unit 18 a digital signal processor adapted to function as a demodulator 7 and evaluation unit 8th so that with the programmable arithmetic unit 18 the spread signal 12 is receivable and evaluable.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 13 umfaßt die Recheneinheit 18 praktisch alle Komponenten des aktiven Sensors 1, ausgenommen das Sensorelement 6, das von der Recheneinheit 18 mit dem Sendesignal 11 beaufschlagt wird, wobei die Recheneinheit 18 gleichzeitig auch das gespreizte Meßsignal 12 von dem Sensorelement 6 abgreift.In the embodiment according to the 13 includes the arithmetic unit 18 virtually all components of the active sensor 1 except the sensor element 6 that from the arithmetic unit 18 with the transmission signal 11 is applied, wherein the arithmetic unit 18 at the same time also the spread measuring signal 12 from the sensor element 6 taps.

Bei einem weiteren – nicht weiter dargestellten – Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit bzw. der Tiefpaßfilter separat in die Recheneinheit integriert, also ohne den Demodulator. In einem weiteren, ebenfalls nicht im einzelnen dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Recheneinheit den Oszillator, die ein Spreizsignal erzeugende Signalquelle und die Auswerteeinheit bzw. den Tiefpaßfilter. In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt die Recheneinheit ferner auch den Demodulator.at another - not shown - embodiment is the evaluation unit or the low-pass filter separately integrated into the arithmetic unit, ie without the demodulator. In one another, not shown in detail embodiment the arithmetic unit comprises the oscillator, which is a spreading signal generating signal source and the evaluation unit or the low-pass filter. In a further embodiment, the Arithmetic unit further also the demodulator.

Im übrigen sind alle in den 9 bis 13 dargestellten aktiven Sensoren 1 so eingerichtet, daß mit ihnen das zuvor beschriebene Verfahren zur Ausblendung von Störsignalen durchführbar ist, also das entspreizte Meßsignal 13a und/oder das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal 13b auf eingestreute Störsignale 14 hin untersuchbar ist, und daß – nach Erkennen eines Störsignals 14 – anstelle des Sendesignals 14 wenigstens ein Alternativsendesignal 15 erzeugbar ist, wobei das Alternativsendesignal 15 ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum aufweist und der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals 14 zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums.For the rest, all are in the 9 to 13 represented active sensors 1 set up so that with them the method described above for the suppression of interference signals is feasible, so the despread measuring signal 13a and / or the despread, low pass filtered signal 13b on interspersed interference signals 14 hin is examined, and that - after detection of a noise signal 14 - instead of the transmission signal 14 at least one alternative transmission signal 15 can be generated, wherein the alternative transmission signal 15 a discrete alternative transmission signal spectrum and the smallest spectral distance of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the smallest spectral distance of the interference signal 14 to the nearest spectral line of the transmit signal spectrum.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19813013 A1 [0003] DE 19813013 A1 [0003]

Claims (15)

Verfahren zum Betreiben eines aktiven Sensors, wobei der Sensor wenigstens einen Oszillator (2), eine ein Spreizsignal (3) erzeugende Signalquelle (4), einen Modulator (5), ein Sensorelement (6), einen Demodulator (7) und eine Auswerteeinheit (8) mit einem Tiefpaß (9) umfaßt, wobei mit dem Oszillator (2) ein Sendegrundsignal (10) erzeugt wird, das Sendegrundsignal (10) mit dem Spreizsignal (3) mittels des Modulators (5) zu einem Sendesignal (11) mit einem im wesentlichen diskreten Sendesignal-Spektrum gespreizt wird, das Sensorelement (6) mit dem Sendesignal (11) beaufschlagt wird, ein gespreiztes Meßsignal (12) von dem Sensorelement (6) abgegriffen wird, das gespreizte Meßsignal (12) dem Demodulator (7) zugeführt und entspreizt wird und das entspreizte Meßsignal (13a) der Auswerteeinheit (8) zugeführt und von der Auswerteeinheit (8) mit dem Tiefpaß (9) gefiltert und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das entspreizte Meßsignal (13a) und/oder das entspreizte, tiefpaßgefilterte Meßsignal (13b) auf eingestreute Störsignale (14) hin untersucht wird und bei Erkennen eines Störsignals (14) anstelle des Sendesignals (11) wenigstens ein Alternativsendesignal (15) erzeugt wird, wobei das Alternativsendesignal (15) ein diskretes Alternativsendesignal-Spektrum aufweist und der kleinste Spektralabstand des Störsignals (14) zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als der kleinste Spektralabstand des Störsignals (14) zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Sendesignal-Spektrums.Method for operating an active sensor, wherein the sensor comprises at least one oscillator ( 2 ), a spread signal ( 3 ) generating signal source ( 4 ), a modulator ( 5 ), a sensor element ( 6 ), a demodulator ( 7 ) and an evaluation unit ( 8th ) with a low pass ( 9 ), wherein with the oscillator ( 2 ) a send basic signal ( 10 ), the transmission base signal ( 10 ) with the spreading signal ( 3 ) by means of the modulator ( 5 ) to a transmission signal ( 11 ) is spread with a substantially discrete transmission signal spectrum, the sensor element ( 6 ) with the transmission signal ( 11 ), a spread measurement signal ( 12 ) of the sensor element ( 6 ), the spread measuring signal ( 12 ) the demodulator ( 7 ) is fed and despread and the despread measuring signal ( 13a ) of the evaluation unit ( 8th ) and from the evaluation unit ( 8th ) with the low pass ( 9 ) is filtered and evaluated, characterized in that the despread measuring signal ( 13a ) and / or the despread, low-pass filtered measurement signal ( 13b ) on interspersed interference signals ( 14 ) and when an interference signal is detected ( 14 ) instead of the transmission signal ( 11 ) at least one alternative transmission signal ( 15 ) is generated, wherein the alternative transmission signal ( 15 ) has a discrete alternative transmission signal spectrum and the smallest spectral distance of the interference signal ( 14 ) to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the smallest spectral distance of the interference signal ( 14 ) to the nearest spectral line of the transmit signal spectrum. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Spektralabstand des Störsignals (14) zu der nächstgelegenen Spektrallinie des Alternativsendesignal-Spektrums größer ist als die Grenzfrequenz des Tiefpasses (9).Method according to Claim 1, characterized in that the smallest spectral distance of the interference signal ( 14 ) to the nearest spectral line of the alternative transmission signal spectrum is greater than the cut-off frequency of the low-pass filter ( 9 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektrallinien des Alternativsendesignal-Spektrums im wesentlichen verschieden sind von den Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums.Method according to claim 1 or 2, characterized that the spectral lines of the alternative transmission signal spectrum are substantially different from the spectral lines of the transmission signal spectrum. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektrallinien des Alternativsendesignal-Spektrums – insbesondere im interessierenden Frequenzbereich – im wesentlichen mittig zwischen den Spektralli nien des Sendesignal-Spektrums liegen, wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses (9) dann bevorzugt weniger als die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Spektrallinien des Sendesignal-Spektrums und des Alternativsendesignal-Spektrums beträgt.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the spectral lines of the alternative transmission signal spectrum - in particular in the frequency range of interest - lie substantially in the middle between the spectral lines of the transmission signal spectrum, the limit frequency of the lowpass filter ( 9 ) is then preferably less than half the distance between two adjacent spectral lines of the transmit signal spectrum and the alternative transmit signal spectrum. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizsignal (3) zur Erzeugung des Sendesignals (11) eine N-stellige binäre Zufallsfolge (16) mit einer Periode N·T ist und das Spreizsignal (3) zur Erzeugung des Alternativsendesignals (15) eine 2N-stellige binäre Folge (17) mit der Periode 2·N·T ist, zu einer Hälfte bestehend aus einer N-stelligen binären Zufallsfolge – insbesondere der N-stelligen binären Zufallsfolge des Spreizsignals (3) – und zur anderen Hälfte bestehend aus der invertierten N-stelligen binären Zufallsfolge – insbesondere der invertierten N-stelligen binären Zufallsfolge (16) des Spreizsignals (3) –, wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses (9) bevorzugt höchstens 1/(4·N·T) beträgt.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the spread signal ( 3 ) for generating the transmission signal ( 11 ) is an N-ary binary random sequence ( 16 ) with a period N · T and the spread signal ( 3 ) for generating the alternative transmission signal ( 15 ) a 2N-digit binary sequence ( 17 ) with the period 2 · N · T is, to one half consisting of an N-ary binary random sequence - in particular the N-ary binary random sequence of the spread signal ( 3 ) - and the other half consisting of the inverted N-ary binary random sequence - in particular the inverted N-ary binary random sequence ( 16 ) of the spreading signal ( 3 ), Wherein the cutoff frequency of the low pass ( 9 ) is preferably at most 1 / (4 × N × T). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in das gespreizte Meßsignal (12) eingestreute Störsignal (14) im entspreizten Meßsignal (13a) bzw. im entspreizten und tiefpaßgefilterten Meßsignal (13b) anhand eines zeitveränderlichen Gleichanteils erkannt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the spread signal ( 12 ) interspersed noise signal ( 14 ) in the despread measuring signal ( 13a ) or in the despread and low-pass filtered measuring signal ( 13b ) is detected by a time-varying DC component. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gespreizte Meßsignal (12) mit dem Demodulator (7) durch Verknüpfung mit dem gespreizten Sendesignal (11) – sofern das gespreizte Meßsignal (12) zumindest teilweise auf dem Sendesignal (11) beruht – bzw. durch Verknüpfung mit dem gespreizten Alternativsendesignal (15) – sofern das gespreizte Meßsignal (12) zumindest teilweise auf dem Alternativsendesignal (15) beruht – entspreizt wird, wobei die Verknüpfung insbesondere eine Multiplikation oder eine Exklusiv-Oder-Operation ist.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the spread measuring signal ( 12 ) with the demodulator ( 7 ) by linking with the spread transmit signal ( 11 ) - if the spread signal ( 12 ) at least partially on the transmission signal ( 11 ) - or by linking with the spread alternative transmission signal ( 15 ) - if the spread signal ( 12 ) at least partially on the alternative transmission signal ( 15 ) - is despread, wherein the link is in particular a multiplication or an exclusive-or operation. Aktiver Sensor mit wenigstens einer programmierbaren Recheneinheit (18), einem Oszillator (2), einer ein Spreizsignal (3) erzeugenden Signalquelle (4), einem Modulator (5), einem Sensorelement (6), einem Demodulator (7) und einer Auswerteeinheit (8) mit einem Tiefpaß (9), wobei der Sensor 1 so eingerichtet ist, daß mit dem Oszillator (2) ein Sendegrundsignal (10) erzeugbar ist, das Sendegrundsignal (10) mit dem Spreizsignal (3) mittels des Modulators (5) zu einem Sendesignal (11) mit einem im wesentlichen diskreten Sendesignal-Spektrum spreizbar ist, das Sensorelement (6) mit dem Sendesignal (11) beaufschlagbar ist, ein – zumindest teilweise – von dem Sendesignal (11) verursachtes gespreiztes Meßsignal (12) von dem Sensorelement (6) abgreifbar ist, das gespreizte Meßsignal (12) dem Demodulator (7) zuführbar und vom Demodulator (7) entspreizbar ist und das entspreizte Meßsignal (13a) der Auswerteeinheit (8) zuführbar und von der Auswerteeinheit (8) mit dem Tiefpaß (9) filterbar und auswertbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) so eingerichtet ist, daß mit ihr als Spreizsignal (3) eine binäre Zufallsfolge (16) erzeugbar ist.Active sensor with at least one programmable arithmetic unit ( 18 ), an oscillator ( 2 ), a spread signal ( 3 ) generating signal source ( 4 ), a modulator ( 5 ), a sensor element ( 6 ), a demodulator ( 7 ) and an evaluation unit ( 8th ) with a low pass ( 9 ), where the sensor 1 is set up so that with the oscillator ( 2 ) a send basic signal ( 10 ) can be generated, the transmission base signal ( 10 ) with the spreading signal ( 3 ) by means of the modulator ( 5 ) to a transmission signal ( 11 ) is spreadable with a substantially discrete transmission signal spectrum, the sensor element ( 6 ) with the transmission signal ( 11 ) is acted upon, one - at least partially - of the transmission signal ( 11 ) caused spread measured signal ( 12 ) of the sensor element ( 6 ), the spread measurement signal ( 12 ) the demodulator ( 7 ) and from the demodulator ( 7 ) is despread and the despread measurement signal ( 13a ) of the evaluation unit ( 8th ) and from the evaluation unit ( 8th ) with the low pass ( 9 ) is filterable and evaluable, characterized in that the programming bare arithmetic unit ( 18 ) is set up so that with it as a spreading signal ( 3 ) a binary random sequence ( 16 ) is producible. Aktiver Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) so eingerichtet ist, daß mit ihr die binäre Zufallsfolge (16) in einer zu dem Takt des Oszillators (2) synchronen Frequenz erzeugbar ist.Active sensor according to Claim 8, characterized in that the programmable arithmetic unit ( 18 ) is set up so that with it the binary random sequence ( 16 ) in one to the clock of the oscillator ( 2 ) synchronous frequency can be generated. Aktiver Sensor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) so eingerichtet ist, daß mit ihr das Sendegrundsignal (10) erzeugbar ist, insbesondere als periodische Rechteck-Signalfolge, vorzugsweise mit einer zu dem Takt des Oszillators (2) synchronen Frequenz.Active sensor according to Claim 8 or 9, characterized in that the programmable arithmetic unit ( 18 ) is set up so that with her the send basic signal ( 10 ) is generated, in particular as a periodic rectangular signal sequence, preferably with a to the clock of the oscillator ( 2 ) synchronous frequency. Aktiver Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) so eingerichtet ist, daß mit ihr das Sendegrundsignal (10) mit dem Spreizsignal (3) zu dem gespreizten Sendesignal (11) modulierbar und ausgebbar ist, insbesondere durch Multiplikation bzw. Exklusiv-Oder-Verknüpfung von Sendegrundsignal (10) und Spreizsignal (3).Active sensor according to Claim 10, characterized in that the programmable arithmetic unit ( 18 ) is set up so that with her the send basic signal ( 10 ) with the spreading signal ( 3 ) to the spread transmit signal ( 11 ) can be modulated and output, in particular by multiplication or exclusive-OR combination of transmission base signal ( 10 ) and spread signal ( 3 ). Aktiver Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (18) so eingerichtet ist, daß mit ihr das auszugebende Spreizsignal (3) und/oder das auszugebende Sendegrundsignal (10) und/oder das auszugebende Sendesignal (11) über eine serielle Schnittstelle (19) ausgebbar ist.Active sensor according to one of Claims 8 to 11, characterized in that the arithmetic unit ( 18 ) is set up so that with her the spread signal ( 3 ) and / or the transmitted base signal ( 10 ) and / or the transmitted signal ( 11 ) via a serial interface ( 19 ) is dispensable. Aktiver Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) als Demodulator (7) eingerichtet ist, so daß mit ihr das gespreizte Meßsignal (12) entspreizbar ist, insbesondere durch Multiplikation bzw. Exklusiv-Oder-Verknüpfung das gespreizten Meßsignals (12) mit dem Sendesignal (11).Active sensor according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the programmable arithmetic unit ( 18 ) as a demodulator ( 7 ) is set up, so that with her the spread measurement signal ( 12 ) is despread, in particular by multiplication or exclusive-OR operation, the spread measurement signal ( 12 ) with the transmission signal ( 11 ). Aktiver Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Recheneinheit (18) als Auswerteeinheit (8) ausgestaltet ist, so daß mit ihr das entspreizte Meßsignal (13) auswertbar ist.Active sensor according to one of Claims 8 to 13, characterized in that the programmable arithmetic unit ( 18 ) as an evaluation unit ( 8th ) is configured so that with her the despread measuring signal ( 13 ) is evaluable. Aktiver Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor 1 so eingerichtet ist, daß mit ihm das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführbar ist.Active sensor according to one of Claims 8 to 14, characterized in that the sensor 1 is set up so that with him the method according to one of claims 1 to 7 can be carried out.
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