DE102013208991B4 - Device for environment sensors - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Umfeldsensorik umfassend – einen Wandler (1) zur Wandlung elektrischer Signale in Sendesignale, – ein Übertrager (8) zur Anpassung der von einem Signalgenerator (2) zur Erzeugung akustischer Signale bereitgestellten elektrischen Signale an die Impedanz des Wandlers (1), – eine Empfangsverstärkereinrichtung (3) zur Verstärkung vom Wandler (1) empfangener Signale, – wobei der Wandler (1) permanent mit einem Eingang (4,5) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) verbunden ist; wobei die Vorrichtung (10) weiter eingerichtet ist, die Empfangsverstärkereinrichtung (3) während des Sendevorgangs in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme (4, 5) zu versetzen, – wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, im Zustand geringerer Leistungsaufnahme zumindest einen Rückkoppelzweig (6) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) elektrisch zu öffnen, und – wobei in dem Rückkoppelzweig (6) ein nichtlinearer Zweipol (7) angeordnet ist, der eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Erreichen eines vordefinierten über ihm anliegenden Spannungspegels den Rückkoppelzweig (6) elektrisch zu öffnen.Device for environmental sensor system comprising - a converter (1) for converting electrical signals into transmission signals, - a transformer (8) for adapting the electrical signals provided by a signal generator (2) for generating acoustic signals to the impedance of the converter (1), - a Receiving amplifier means (3) for amplifying signals received by the converter (1), - wherein the converter (1) is permanently connected to an input (4,5) of the receiving amplifier means (3); wherein the device (10) is further arranged to put the receiving amplifier device (3) in a lower power consumption state (4, 5) during the transmission process, wherein the device is set up, in the state of lower power consumption, at least one feedback branch (6) of the reception amplifier device (3) electrically open, and - wherein in the feedback branch (6) a non-linear dipole (7) is arranged, which is arranged to electrically open the feedback branch (6) in response to reaching a predefined voltage level applied over it.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umfeldsensorik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltung innerhalb einer solchen Vorrichtung, mittels welcher die Effizienz während des Sendevorgangs verbessert werden kann.The present invention relates to a device for environment sensors for vehicles. In particular, the present invention relates to a circuit within such a device, by means of which the efficiency during the transmission process can be improved.

Üblicherweise wird bei der akustischen Umfeldüberwachung mittels ausgesandter akustischer Messsignalformen ein Elektro-Akustik-Wandler wiederholt gleichartig zum Aussenden von Messsignalen angesteuert. Zumeist sollen die Echos der im Umfeld befindlichen Objekte über den gleichen Wandler aufgenommen und mittels einer Verstärkerschaltung der nachfolgenden Auswertung im Empfänger zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann man einen Elektro-Akustik-Wandler grob als Serienschaltung der Wandlerinduktivität LW, der Wandlerkapazität CW und des Wandlerwiderstandes RW modellieren. Während des Sendens der Messsignalformen wird durch einen Schalter, der vom Signalgenerator stammende Sendepuls über einen Übertrager in den Wandler gekoppelt. Dabei ist der Übertrager parallel zum Wandler geschaltet. Ebenfalls parallel zum Wandler ist der Empfangsverstärker geschaltet, der die nach dem Senden eintreffenden Empfangssignale in einen für die Signalauswertung geeigneten Spannungsbereich wandelt. Neben einem zumeist zur galvanischen Trennung üblichen Trennkondensator CT lässt sich der Empfänger in diesem Zusammenhang als grob mit einem Innenwiderstand des Verstärkers charakterisieren. Üblicher Weise sollte im Empfangsfall dieser Verstärkerinnenwiderstand in der Größenordnung des Wandlerwiderstands Rw liegen, um besonders gute Empfangssignale zu bekommen. Eine solche Anordnung umfassend ein Ersatzschaltbild eines Wandlers ist in 1 dargestellt. Der Wandler 1 bestehend aus einem Wandlerwiderstand RW, einer Wandlerkapazität CW und einer Wandlerinduktivität LW ist über einen Übertrager 8 kann ein Signalgenerator 2 parallel geschaltet werden. Ein Schalter 9 ist dabei eingerichtet, den Signalgenerator 2 elektrisch vom Übertrager 8 zu trennen. Beiden vorgenannten Zweigen ist wiederum eine Empfangsverstärkereinrichtung 3 parallel geschaltet, die neben dem üblicher Weise niederohmigen Trennkondensator CT und dem Verstärkereingangswiderstand Rv einen Operationsverstärker 11 als Verstärkerstufe und einen Rückkoppelwiderstand R1 umfasst. Bei einer Verstärkerschaltung ist R1 dabei deutlich größer als Rv. Der Innenwiderstand des Verstärkers charakterisiert das Verhältnis zwischen Spannung und Strom an den Eingangsklemmen 4, 5 des Verstärkers. Bei der dargestellten Beschaltung des Operationsverstärkers 11 ist der Wert des Innenwiderstands des Verstärkers gleich dem Eingangswiderstand R. Das Ersatzschaltbild der Wandlerbeschaltung während des Sendens lässt sich dabei wie in 2 dargestellt modellieren. Die Teilschaltungen a) und b) symbolisieren dabei Ersatzschaltungen für den Resonanzfall. Schaltung a) besteht aus dem Signalgenerator 2, dem Schalter 9, dem Übertrager 8 und einer Parallelschaltung des Wandlerwiderstandes RW sowie des Verstärkerinnenwiderstandes R. Bei weiterer Vereinfachung kann der Übertrager 8 durch einen seine Güte repräsentierenden ohmschen Widerstand RQ ersetzt werden, der die stromabhängigen Verluste repräsentiert.Usually, in acoustic environment monitoring by means of emitted acoustic measurement signal forms, an electro-acoustic transducer is repeatedly driven in a similar manner to the emission of measurement signals. In most cases, the echoes of the objects located in the environment are to be recorded via the same converter and made available by means of an amplifier circuit the subsequent evaluation in the receiver. In this case, one can roughly model an electro-acoustic converter as a series connection of the converter inductance L W , the converter capacitance C W and the converter resistor R W. During transmission of the measurement waveforms, a transmission pulse originating from the signal generator is coupled by a switch to the transducer via a transformer. The transformer is connected in parallel to the converter. Also parallel to the converter of the receiving amplifier is connected, which converts the received after transmission received signals in a suitable signal evaluation for the voltage range. In addition to an isolation capacitor C T , which is usually used for galvanic isolation, the receiver in this context can be characterized as coarse with an internal resistance of the amplifier. Normally, in the case of reception, this internal amplifier resistance should be of the order of magnitude of the converter resistance Rw in order to obtain particularly good received signals. Such an arrangement comprising an equivalent circuit diagram of a converter is shown in FIG 1 shown. The converter 1 consisting of a transducer resistor RW, a converter capacitance CW and a Wandlerinduktivität LW is via a transformer 8th can be a signal generator 2 be switched in parallel. A switch 9 is set up, the signal generator 2 electrically from the transformer 8th to separate. In turn, both of the aforementioned branches are a reception amplifier device 3 connected in parallel, in addition to the usual way low-impedance isolation capacitor C T and the amplifier input resistance Rv an operational amplifier 11 as an amplifier stage and a feedback resistor R 1 includes. In an amplifier circuit, R1 is significantly larger than Rv. The internal resistance of the amplifier characterizes the relationship between voltage and current at the input terminals 4 . 5 of the amplifier. In the illustrated circuit of the operational amplifier 11 is the value of the internal resistance of the amplifier equal to the input resistance R. The equivalent circuit of the converter circuit during transmission can be as in 2 modeled. The subcircuits a) and b) symbolize substitute circuits for the case of resonance. Circuit a) consists of the signal generator 2 , the switch 9 , the transmitter 8th and a parallel connection of the transducer resistor R W and the amplifier internal resistance R. Further simplification of the transformer 8th be replaced by a goodness representative ohmic resistance R Q , which represents the current-dependent losses.

Die während des Sendens vom Wandler aufgenommene und somit als akustisches Messsignal abgegebene Schallleistung wird von dem durch RW fließenden Strom bestimmt. Vor dem Hintergrund der eingangs genannten Bedingung für einen optimalen Empfang sollte der Innenwiderstand des Empfängers etwa dem Wandlerwiderstand RW entsprechen. In 2b wird deutlich, dass dadurch etwa die Hälfte des Signalgenerators bereitgestellten Sendestroms als Verlust im Empfängerinnenwiderstand verloren geht.The sound power received by the transducer during transmission and thus emitted as an acoustic measurement signal is determined by the current flowing through RW. Against the background of the above-mentioned condition for optimum reception, the internal resistance of the receiver should correspond approximately to the transducer resistance RW. In 2 B It becomes clear that this causes approximately half of the signal generator to be lost as a loss in the internal resistance of the receiver.

Wäre der Empfängerinnenwiderstand gegenüber dem Wandlerwiderstand Rw im Sendefall vernachlässigbar, könnte die doppelte Messsignalleistung abgestrahlt werden bzw. der Aufwand für die Sendeendstufe könnte reduziert werden.If the receiver internal resistance with respect to the converter resistor Rw would be negligible in the transmission case, twice the measurement signal power could be emitted or the outlay for the transmission output stage could be reduced.

DE 19514330 schlägt zur Lösung dieses Problems die Verwendung von Kapazitätsdioden vor, deren spannungsabhängige Koppelkapazität im Empfangsbetrieb höher als im Sendebetrieb ist, wodurch die Belastung des Signalgenerators durch den Empfängerinnenwiderstand während des Sendens reduziert wird. DE 19514330 proposes to solve this problem, the use of capacitance diodes, the voltage-dependent coupling capacity in the receive mode is higher than in the transmit mode, whereby the load of the signal generator is reduced by the receiver internal resistance during transmission.

DE 19836997 B4 schlägt zur Lösung dieser Aufgabe die Verwendung nichtlinearer Zweipole vor, die mittels eigens dafür eingesetzten Halbleiterbauelementen realisiert sind. DE 19836997 B4 proposes to solve this problem, the use of non-linear bipoles, which are realized by means of semiconductor components used for this purpose.

DE 197 21 835 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Ultraschallsensors, bei welcher eine frequenzselektive Vorverstärkung erfolgt und eine Digitalisierung empfangener Ultraschallsignale erst ab Erreichen eines Mindestpegels durchgeführt werden. DE 197 21 835 A1 discloses a circuit arrangement for operating an ultrasonic sensor, in which a frequency-selective preamplification takes place and a digitization of received ultrasonic signals are only performed after reaching a minimum level.

DE 102 08 483 A1 offenbart eine Verstärkereinrichtung für ein Ultraschallgerät, welche lediglich im Falle niedriger zu verstärkender Signalamplituden aktiviert und andernfalls in einem passiven Zustand belassen wird. DE 102 08 483 A1 discloses an amplifier device for an ultrasound device which is activated only in the case of low signal amplitudes to be amplified and otherwise left in a passive state.

Durch die Verwendung von zusätzlichen Halbleiterbauelementen im Signalpfad während des Empfangs kann das Empfangssignal durch additives Rauschen verschlechtert werden. Andere Lösungen sind beispielsweise aufgrund der erforderlichen hohen Sperrspannung zu kostenaufwändig.Through the use of additional semiconductor devices in the signal path during reception, the received signal can be replaced by additive Noise can be degraded. Other solutions are too expensive, for example, due to the required high reverse voltage.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Umfeldsensorik mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Solche Vorrichtungen werden häufig zur Abstandssensorik verwendet, wobei das Echo-Prinzip nebst Laufzeitauswertung verwendet wird. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung einen Wandler zur Wandlung elektrischer Signale in Sendesignale. Prinzipiell kann der Wandler nach allen geeigneten Prinzipien zur Umfeldsensorik funktionieren. Insbesondere in der Automobilindustrie hat sich jedoch ein Elektro-Akustik-Wandler, insbesondere ein Ultraschallwandler, bewährt. Weiter umfasst die Vorrichtung einen Signalgenerator zur Erzeugung der elektrischen Signale. Die Sendesignale zur Anregung des Wandlers weisen dabei vergleichsweise hohe Spannungen von bis zu 150 V oder mehr auf. Häufig werden sinusförmige Abschnitte als Sendebursts verwendet. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Empfangsverstärkereinrichtung zur Verstärkung vom Wandler empfangener Signale. Die vom Wandler empfangenen Signale weisen dabei erheblich geringere Pegel als die Sendesignale auf. Üblicherweise liegen die Empfangssignale im Milli- oder Mikrovoltbereich. Dabei ist der Übertrager, über welchen der Signalgenerator im Sendefall zugeschaltet wird, permanent mit einem Eingang der Empfangsverstärkereinrichtung verbunden. Mit anderen Worten ist eine temporäre elektrische Trennung des Übertragers vom Wandler nicht vorgesehen.The above object is achieved by a device for environment sensing with the features of claim 1. Such devices are often used for distance sensors, the echo principle is used in addition to running time evaluation. According to the invention, the device comprises a converter for converting electrical signals into transmission signals. In principle, the converter can function according to all suitable principles for environment sensor technology. However, especially in the automotive industry, an electro-acoustic transducer, in particular an ultrasonic transducer, has proven itself. Furthermore, the device comprises a signal generator for generating the electrical signals. The transmission signals for excitation of the converter have comparatively high voltages of up to 150 V or more. Frequently, sinusoidal sections are used as transmit bursts. Furthermore, the device comprises a receiving amplifier device for amplifying signals received by the converter. The signals received by the converter have significantly lower levels than the transmission signals. Usually, the received signals are in the milli or microvolt range. In this case, the transformer, via which the signal generator is switched in the transmission case, permanently connected to an input of the receiving amplifier device. In other words, a temporary electrical isolation of the transformer from the converter is not provided.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung eingerichtet, den Innenwiderstand der Empfangsverstärkereinrichtung während des Sendens zu erhöhen, um die Belastung des Signalgenerators durch den Empfängerinnenwiderstand zu reduzieren. Dazu wird die Empfangsverstärkereinrichtung während des Sendevorgangs in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme, insbesondere an ihrem Eingang, zu versetzen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Verstärker innerhalb der Empfangsverstärkereinrichtung stromlos geschaltet, mit anderen Worten also von einer Versorgungsspannung getrennt, wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Rückkopplung innerhalb der Empfangsverstärkereinrichtung unterbrochen werden, wodurch die Regelschleife im Verstärker unterbrochen wird und somit der Innenwiderstand des Verstärkers nicht nur vom Empfängereingangswiderstand Rv sondern auch vom Rückkoppelwiderstand R1 bestimmt wird, weswegen die Sendestromaufnahme der Empfangsverstärkereinrichtung ebenfalls verringert wird. Beispielsweise wird der Verstärkerinnenwiderstand im erfindungsgemäßen Fall dann durch die Reihenschaltung von Rv mit dem deutlich größeren Rückkoppelwiderstand R1 bestimmt während der Innenwiderstand des Empfängers bei normaler Empfangsfunktion allein durch den Eingangswiderstand Rv charakterisiert wird. Indem die Sendestromaufnahme der Empfangsverstärkereinrichtung während des Sendevorgangs verringert wird, steht mehr von der generierten elektrischen Sendeleistung für die Aussendung via Wandler als akustisches Messsignal zur Verfügung und/oder die vom Signalgenerator erzeugte Signalenergie wird effektiver genutzt, weil im Vergleich zum Stand der Technik nur noch ein vernachlässigbarer Bruchteil des Stroms des Signalgenerators durch den Empfängerinnenwiderstand fließt. Dadurch nimmt das System eine verringerte elektrische Leistung auf. Zudem wird die Energieversorgung, z. B. ein Fahrzeugbordnetz, auf diese Weise während des Sendevorgangs weniger belastet. Entsprechend steht mehr Energie zum Anregen der Wandlermembran zur Verfügung, wodurch die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert wird.According to the invention, the device is set up to increase the internal resistance of the receiving amplifier device during transmission in order to reduce the load on the signal generator by the internal receiver impedance. For this purpose, the receiving amplifier device during the transmission process in a state of lower power consumption, in particular at its input to put. This can be done, for example, in that an amplifier within the receiving amplifier device is de-energized, in other words disconnected from a supply voltage. Alternatively or additionally, a feedback can be interrupted within the receiving amplifier device, whereby the control loop is interrupted in the amplifier and thus the internal resistance of the amplifier is determined not only by the receiver input resistance Rv but also by the feedback resistor R1, which is why the transmission current consumption of the receiving amplifier device is also reduced. For example, the amplifier internal resistance in the case of the invention is then determined by the series connection of Rv with the much larger feedback resistor R1 while the internal resistance of the receiver is characterized at normal reception function solely by the input resistance Rv. By reducing the transmission current consumption of the reception amplifier device during the transmission process, more of the generated electrical transmission power is available for transmission via transducer as an acoustic measurement signal and / or the signal energy generated by the signal generator is used more effectively, because compared to the prior art only one negligible fraction of the current of the signal generator flows through the receiver internal resistance. As a result, the system absorbs reduced electric power. In addition, the power supply, z. As a vehicle electrical system, less burdened in this way during the transmission process. Accordingly, more energy is available to excite the transducer membrane, thereby improving the efficiency of the device of the invention.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung eingerichtet, im Zustand geringerer Leistungsaufnahme zumindest einen Rückkoppelzweig der Empfangsverstärkereinrichtung elektrisch zu öffnen. Mit anderen Worten wird also eine elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Empfangsverstärkereinrichtung getrennt. Dies verhindert einen Stromfluss während des Sendevorgangs, welcher die Effizienz des Sendevorgangs mindern würde.According to the invention, the device is set up to electrically open at least one feedback branch of the receiving amplifier device in the state of lower power consumption. In other words, therefore, an electrical connection between the output and the input of the receiving amplifier device is disconnected. This prevents a current flow during the transmission process, which would reduce the efficiency of the transmission process.

Zudem ist in einem Rückkoppelzweig der Empfangsverstärkereinrichtung ein nichtlinearer Zweipol angeordnet, der eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Erreichen eines vordefinierten Spannungspegels den Rückkoppelzweig elektrisch zu öffnen bzw. den Widerstandswert des Rückkoppelwiderstands R1 zu verändern. Auch hier kann beispielsweise ein selbstleitender Transistor Verwendung finden, der bei Zunahme der Spannung im Rückkoppelpfad (z. B. oberhalb von 0,5 V) öffnet. Auf diese Weise kann eine Zeitsteuerung entfallen, was den Aufwand bzw. die Komplexität der Vorrichtung mindert.In addition, a non-linear dipole is arranged in a feedback branch of the receiving amplifier device, which is set up to electrically open the feedback path in response to reaching a predefined voltage level or to change the resistance value of the feedback resistor R1. Here, too, a self-conducting transistor can be used, for example, which opens when the voltage in the feedback path increases (eg above 0.5 V). In this way, a time control can be omitted, which reduces the complexity and complexity of the device.

Da die Elemente zum Schalten der Versorgungsspannung bzw. der Rückkoppelung nicht direkt im Signalpfad des unverstärkten Empfangssignals liegen, ist deren störende Wirkung gegenüber Lösungen nach dem Stand der Technik nicht so empfindlich bezüglich Rauschen. Darüber hinaus sind bei integrierten Schaltungen schaltbare Elemente wie beispielsweise Stromspiegel in heutigen Verstärkerschaltungen bereits enthalten und daher aufwandsärmer an die erfindungsgemäße Aufgabe anpassbar.Since the elements for switching the supply voltage or the feedback are not directly in the signal path of the unamplified received signal, their disturbing effect compared to solutions according to the prior art is not so sensitive to noise. In addition, in integrated circuits switchable elements such as current mirror in today's amplifier circuits already included and therefore less expensive adaptable to the task of the invention.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt ist die Vorrichtung weiter eingerichtet, den Übertrager und damit den Signalgeneratorpfad zumindest zeitweise während des Echoempfangs elektrisch vom Wandler zu trennen. Dies kann insbesondere zeitgesteuert und/oder spannungsgesteuert erfolgen. Beispielsweise kann ein solcher Schaltvorgang zeitgleich zur Ansteuerung des Zustandes geringerer Leistungsaufnahme der Empfangsverstärkereinrichtung stattfinden. Indem der Wandler nicht permanent mit dem Übertrager verbunden ist, kann beispielsweise beim Einschwingen des Signalgenerators eine verringerte Energieaufnahme durch den Wandler dazu führen, dass die zum Senden erforderliche Nennspannung früher erreicht wird und bis dahin weniger Energie im Wandler verloren geht. Beispielsweise kann durch Trennen des Übertragers während des Empfangs kleiner akustischer Signale verhindert werden, dass durch induktives Einkoppeln oder infolge der Übertragerbeschaltung die Milli- bzw. Mikrovolt-schwachen Eingangssignale signifikant gestört werden. Preferably, the device is further configured to electrically disconnect the transmitter and thus the signal generator path at least temporarily during echo reception from the converter. This can in particular be time-controlled and / or voltage-controlled. For example, such a switching operation take place at the same time for driving the state of lower power consumption of the receiving amplifier device. By not permanently connecting the converter to the transmitter, for example, when the signal generator settles, reduced power consumption by the converter may cause the rated voltage required for transmission to be reached earlier and, until then, less energy to be lost in the converter. For example, by disconnecting the transformer during the reception of small acoustic signals, it can be prevented that the milli or microvolt-weak input signals are significantly disturbed by inductive coupling or as a result of the transformer circuitry.

Weiter bevorzugt kann die Vorrichtung eingerichtet sein, im Zustand geringerer Leistungsaufnahme zumindest einen Verstärker der Empfangsverstärkereinrichtung mittels eines steuerbaren Schalters von einer Versorgungsspannung elektrisch zu trennen. Auch der Schalter kann beispielsweise durch eine Zeitsteuerung und/oder eine Spannungssteuerung betätigt werden. Das Zeitsteuersignal kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor bereitgestellt werden. Die Spannungssteuerung kann beispielsweise auf die Signalspannung des Signalgenerators ansprechen und in Form eines nicht linearen Bauelements (z. B. selbstleitender oder selbstsperrender Transistor, der bei Zunahme der Signalspannung am Wandler öffnet bzw. schließt) ausgestaltet sein.More preferably, the device may be configured to electrically disconnect at least one amplifier of the receiving amplifier device from a supply voltage by means of a controllable switch in the state of lower power consumption. The switch can also be actuated, for example, by a time control and / or a voltage control. The timing signal may be provided, for example, by a microprocessor. The voltage control may, for example, respond to the signal voltage of the signal generator and be configured in the form of a non-linear component (eg self-conducting or normally-off transistor which opens or closes when the signal voltage at the converter increases).

Allgemein kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einerseits zeitgesteuert und alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit eines geeigneten Spannungspegels eines vom Signalgenerator erzeugten elektrischen Signals in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme, insbesondere an ihrem Eingang, versetzt werden. Dabei kann die Zeitsteuerung insbesondere bei zyklischen Sendevorgängen eine besonders energieeffiziente Betriebsweise ermöglichen, während die Spannungssteuerung eine autarke und auch im Falle eines Ausfalls eines Steuersignals funktionstüchtige Steuerung ist. Der Spannungspegel kann dabei insbesondere für den Fall, dass ein Übertrager zwischen dem Signalgenerator und der Empfangsverstärkereinrichtung vorgesehen ist, auf Seiten des Signalgenerators abgegriffen werden, um besonders frühzeitig die Leistungsreduktion der Empfangsverstärkereinrichtung vornehmen zu können.In general, the device according to the invention can, on the one hand, be timed and, alternatively or additionally, set in a state of lower power consumption, in particular at its input, as a function of a suitable voltage level of an electrical signal generated by the signal generator. In this case, the timing control can enable a particularly energy-efficient mode of operation, in particular in the case of cyclic transmission processes, while the voltage control system is a self-sufficient controller that is also functional in the event of a failure of a control signal. The voltage level can be tapped on the part of the signal generator, in particular for the case in which a transformer is provided between the signal generator and the receiver amplifier, in order to be able to make the power reduction of the receiver amplifier device particularly early.

Generell können die erfindungsgemäß verwendeten Schalter eingerichtet sein, die Energieversorgung zu unterbrechen und alternativ oder zusätzlich einen Rückkoppelzweig der Empfangsverstärkereinrichtung elektrisch aufzutrennen. Dabei kann der Schalter ein Halbleiterbauelement umfassen, welches zeitgesteuert oder spannungsgesteuert von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand überführt wird.In general, the switches used according to the invention can be designed to interrupt the power supply and, alternatively or additionally, electrically separate a feedback branch of the receiving amplifier device. In this case, the switch may comprise a semiconductor component, which is time-controlled or voltage-controlled from a conducting state to a non-conducting state.

Je nach Einsatzzweck und Ausgestaltung kann die vorliegende Vorrichtung eine Empfangsverstärkereinrichtung umfassen, welche mehrere hintereinander geschaltete Verstärkerstufen umfasst. Eine Verstärkerstufe kann dabei beispielsweise als Operationsverstärker ausgestaltet sein, wobei jeder Operationsverstärker mehrere Verstärker umfassen kann. Mehrere solcher Verstärkerstufen bilden dabei eine Verstärkerkette, die jeweils einzeln oder als Verstärkerkette mit Rückkoppelzweigen ausgestattet sind. Auf diese Weise kann die Gesamtverstärkung linearer bzw. feiner justiert werden und eine höhere Gesamtverstärkung zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit erzielt werden.Depending on the intended use and configuration, the present device may comprise a receiving amplifier device, which comprises a plurality of amplifier stages connected in series. An amplifier stage can be designed, for example, as an operational amplifier, wherein each operational amplifier can comprise a plurality of amplifiers. Several such amplifier stages thereby form an amplifier chain, which are each equipped individually or as an amplifier chain with feedback branches. In this way, the overall gain can be adjusted more finely and a higher overall gain can be achieved to achieve a high sensitivity.

Bevorzugt ist die Empfangsverstärkereinrichtung eingerichtet, mindestens eine der Verstärkerstufen während des Sendevorgangs in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme an ihrem Eingang zu versetzen. Dies kann bevorzug die erste Verstärkerstufe sein, so dass deren Ausgang auch während eines Sendevorgangs keinen wesentlichen Pegel aufweist. Infolgedessen wird auch die nachfolgende Verstärkungsstufe eine geringere Leistungsaufnahme aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist die Empfangsverstärkereinrichtung eingerichtet, mindestens einen Rückkoppelzweig eines Verstärkers während des Sendevorgangs elektrisch zu trennen. Dies kann beispielsweise ein Rückkoppelzweig sein, der sich zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Empfangsverstärkereinrichtung im Ganzen erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Rückkoppelzweig zwischen dem Ausgang und dem Eingang einer einzelnen Verstärkerstufe, insbesondere der ersten Verstärkerstufe der Empfangsverstärkereinrichtung geöffnet werden. Auch hierdurch verringert sich die Leistungsaufnahme der Empfangsverstärkereinrichtung bzw. der nachfolgenden Verstärkungsstufen.Preferably, the receiving amplifier device is set up to place at least one of the amplifier stages during the transmission process in a state of lower power consumption at its input. This may preferably be the first amplifier stage, so that its output has no significant level even during a transmission process. As a result, the subsequent gain stage will also have lower power consumption. Alternatively or additionally, the receiver amplifier device is set up to electrically separate at least one feedback branch of an amplifier during the transmission process. This may, for example, be a feedback branch extending between the output and the input of the receiving amplifier device as a whole. Alternatively or additionally, however, a feedback branch between the output and the input of a single amplifier stage, in particular the first amplifier stage of the receiving amplifier device can be opened. This also reduces the power consumption of the receiving amplifier device or the subsequent amplification stages.

Weiter bevorzugt umfasst die Empfangsverstärkereinrichtung eine erste Verstärkerstufe mit einem ersten Schaltmittel und einen zweite Verstärkerstufe mit einem zweiten Schaltmittel. Das erste und zweite Schaltmittel ist dabei zwischen einer Versorgungsspannung und der jeweiligen Verstärkerstufe angeordnet und eingerichtet, die jeweilige Verstärkerstufe von der Versorgungsspannung zu trennen. Auf diese Weise kann das jeweilige Schaltmittel die jeweilige Verstärkerstufe in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme überführen. Alternativ oder zusätzlich können die Verstärkerstufen jedoch auch über ein gemeinsames Schaltmittel von der Versorgungsspannung getrennt werden.More preferably, the receiving amplifier device comprises a first amplifier stage with a first switching means and a second amplifier stage with a second switching means. The first and second switching means is arranged between a supply voltage and the respective amplifier stage and arranged to separate the respective amplifier stage from the supply voltage. In this way, the respective switching means the respective amplifier stage in a state lower power consumption. Alternatively or additionally, however, the amplifier stages can also be separated from the supply voltage via a common switching means.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 ein Ersatzschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Umfeldsensorik; 1 an equivalent circuit diagram of a conventional device for environment sensors;

2 Ersatzschaltbilder für den Resonanzfall eines mittels der in 1 dargestellten Schaltung durchgeführten Sendevorgangs; 2 Equivalent circuit diagrams for the case of resonance by means of in 1 shown circuit transmission process;

3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 3 a circuit diagram of an embodiment of a device according to the invention;

4 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Empfangsverstärkereinrichtung umfassend zwei Verstärkerstufen; und 4 a circuit diagram of an embodiment of a receive amplifier device according to the invention comprising two amplifier stages; and

5 ein Flussdiagramm visualisierend Schritte zur Ansteuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 a flow chart visualizing steps for driving a device according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

3 zeigt eine Schaltung 10 einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Da die Vorrichtung auf der in Verbindung mit 1 beschriebenen Vorrichtung aufbaut, werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zu dieser beschrieben. Ein Schaltmittel SL ist zwischen einer Versorgungsspannung UV und dem Verstärker 11 der Empfangsverstärkereinrichtung 3 angeordnet. Indem der Verstärker 11 während des Sendevorgangs von der Spannungsversorgung getrennt wird, kann der Verstärker 11 nicht, wie im Empfangsbetrieb üblich, seine Ausgangsspannung so regeln, dass sich am Differenzeneingang des Verstärkers eine virtuelle Masse ausbildet. Der Innenwiderstand des Verstärkers 11 wird in diesem Fall zumindest durch die Reihenschaltung des Eingangswiderstands Rv und des Rückkoppelwiderstands R1 gebildet. Da R1 bei einem Verstärker höher ist, als Rv kann durch Abschalten des Verstärkers während des Sendens dank des dadurch höheren Verstärkerinnenwiderstands die Belastung des Signalgenerators reduziert werden. Darüber hinaus wird das Fahrzeugbordnetz nicht zusätzlich durch eine elektrische Leistung des Verstärkers 11 belastet. Zudem fällt auch die Belastung des Signalgenerators 2 geringer aus, da an den Verstärkereingangsklemmen 4, 5 keine virtuelle Masse herrscht, wenn der Verstärker 11 nicht betrieben wird, so dass nicht allein der Widerstandswert von RV parallel zum Signalgenerator 2 liegt. Daher ist selbst bei geschlossenem Schalter 7 der ohmsche Gesamtwiderstand der Empfangsverstärkereinrichtung 3 deutlich höher als RV allein. Daher führt sowohl ein Öffnen des Schalters 7 als auch ein Öffnen des Schalters SL während des Sendevorgangs zu einer geringeren Belastung des Fahrzeugboardnetzes und insbesondere des Signalgenerators 2. 3 shows a circuit 10 an embodiment of a device according to the invention. As the device is in contact with 1 In the following, only the differences from this will be described. A switching means S L is between a supply voltage U V and the amplifier 11 the receiving amplifier device 3 arranged. By the amplifier 11 during the transmission process is disconnected from the power supply, the amplifier 11 not, as usual in the receiving mode, regulate its output voltage so that forms a virtual ground at the differential input of the amplifier. The internal resistance of the amplifier 11 is formed in this case at least by the series connection of the input resistor Rv and the feedback resistor R1. Since R1 is higher in an amplifier than Rv, by switching off the amplifier during transmission, the load on the signal generator can be reduced thanks to the higher amplifier internal resistance. In addition, the vehicle electrical system is not in addition by an electric power of the amplifier 11 loaded. In addition, the load of the signal generator falls 2 lower, because at the amplifier input terminals 4 . 5 no virtual mass prevails when the amplifier 11 is not operated, so not only the resistance of R V in parallel with the signal generator 2 lies. Therefore, even with the switch closed 7 the total ohmic resistance of the receiving amplifier device 3 significantly higher than R V alone. Therefore, both opening the switch 7 as well as opening the switch S L during the transmission process to a lower load on the vehicle board network and in particular the signal generator 2 ,

Im Rückkoppelzweig 6 der Empfangsverstärkereinrichtung 3 ist ein Schalter 7 vorgesehen, mittels welchem der Rückkoppelzweig 6 geöffnet werden kann. Auf diese Weise kann keine Leistung innerhalb des Rückkoppelwiderstandes R1 umgesetzt werden, wenn der Schalter 7 während des Sendevorgangs geöffnet ist. Durch diese Unterbrechung der Regelung des Verstärkers kann bei einem idealen Operationsverstärker kein Strom durch den Empfängereingangswiderstand Rv fließen. Somit ergibt sich ein hochohmiger Innenwiderstand des Verstärkers. Alternativ oder in Kombination mit Öffnen von Schalter 7 führt auch das Öffnen des Schalters See zur Unterbrechung der Regelschleife des Verstärkers wodurch der Innenwiderstand des Verstärkers steigt. Der Schalter See kann zum Beispiel zeitgesteuert während des Sendens geöffnet werden. Alternativ oder in Kombination kann das Öffnen des Schalters See in Abhängigkeit von einer Signalstärke erfolgen wie beispielsweise bei Überschreiten der Spannung am Verstärkereingang 4, 5. Dadurch, dass sich der Schalter See innerhalb der die Verstärkung bestimmenden Regelschleife befindet, kann sein Einfluss besser überwacht werden. Zudem lässt sich die Funktionalität des Schalters See durch Erweiterung von in modernen Verstärkerschaltungen bereits vorhandenen Mitteln wie beispielsweise Stromquellen oder/und Stromspiegeln realisieren. Eine einfache Lösung ist beispielsweise das Außer-Funktion-Setzen der Verstärkereingangsschaltung. Dadurch wird verhindert, dass sich an ihrem Eingang eine virtuelle Masse bildet, sondern während des Sendens in etwa das Sendesignal anliegen kann.In the feedback branch 6 the receiving amplifier device 3 is a switch 7 provided, by means of which the feedback path 6 can be opened. In this way, no power can be converted within the feedback resistor R 1 when the switch 7 is open during the transmission process. Due to this interruption of the control of the amplifier no current can flow through the receiver input resistance Rv in an ideal operational amplifier. This results in a high-impedance internal resistance of the amplifier. Alternatively or in combination with opening switch 7 The opening of the switch S ee also leads to the interruption of the control loop of the amplifier, whereby the internal resistance of the amplifier increases. The switch S ee can be opened, for example, time-controlled during transmission. Alternatively or in combination, the opening of the switch S ee can be effected as a function of a signal strength, for example when the voltage at the amplifier input is exceeded 4 . 5 , By having the switch See within the gain control loop, its influence can be better monitored. In addition, the functionality of the switch S ee can be realized by expanding means already present in modern amplifier circuits, such as current sources and / or current mirrors. A simple solution is, for example, the deactivation of the amplifier input circuit. This prevents that forms at its input a virtual ground, but may lie during the transmission in about the transmission signal.

Ein weiterer Aspekt zur Verbesserung der Empfangsergebnisse ist das Trennen des Übertragers während des Sendens.Another aspect for improving the reception results is the disconnection of the transmitter during transmission.

Zwischen dem Übertrager 8 und dem Wandler 1 ist ein Stellglied SS vorgesehen, welches eingerichtet ist, den Übertrager vom Wandler zu trennen. Dies kann beispielsweise dazu erfolgen, den Einschwingvorgang des Signalgenerators nicht durch den Wandler 1 zu belasten. Ein alternativer oder zusätzlicher Nutzen besteht darin, während des Empfangs kleiner akustischer Signale zu verhindern, dass durch Einkopplungen in den Übertrager oder infolge der Übertragerbeschaltung die Milli- bzw. Mikrovolt-schwachen Eingangssignale signifikant gestört werden.Between the transmitter 8th and the converter 1 an actuator S S is provided which is adapted to disconnect the transformer from the converter. This can be done, for example, the transient process of the signal generator not by the converter 1 to charge. An alternative or additional benefit is to prevent, during the receipt of small acoustic signals, that the milli or microvolt weak input signals are significantly disturbed by coupling into the transformer or due to the Übertragerbeschaltung.

4 zeigt eine Schaltung zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäß verwendbaren Empfangsverstärkereinrichtung 3, welche zwei Verstärkerstufen 11, 30 umfasst. Der Ausgang der ersten Verstärkerstufe 11 ist mit der Eingangsklemme 40 der zweiten Verstärkerstufe 30 verbunden. Ein Rückkoppelzweig 6 erstreckt sich vom Eingang 4 der ersten Verstärkerstufe 11 über einen Rückkoppelwiderstand R1 gemäß einer Alternative A zum Ausgang des ersten Verstärkers 11. Ein Schaltmittel 70 ist eingerichtet, den Ausgang der ersten Verstärkerstufe 11 vom Rückkoppelzweig 6 zu trennen. Gemäß einer zweiten Alternative B verbindet der Rückkoppelzweig 6 den Eingang 4 der ersten Verstärkerstufe 11 mit dem Ausgang der zweiten Verstärkerstufe 30. Ein Schaltmittel 71 ermöglicht eine galvanische Trennung des Ausgangs der zweiten Verstärkerstufe 30 vom Rückkoppelzweig 6. Die erste Verstärkerstufe 11 umfasst ein weiteres Schaltmittel SL1, welches eingerichtet ist, die erste Verstärkerstufe 11 von einer Versorgungsspannung UV zu trennen, um ihn in einen Zustand einer verminderten Leistungsaufnahme zu überführen. Ebenso umfasst die zweite Verstärkerstufe 30 ein zweites Schaltmittel S12, mittels welchem die Versorgungsspannung UV für die zweite Verstärkerstufe 30 unterbrochen werden kann, um diesen in einen Zustand verminderter Leistungsaufnahme zu überführen. Die Eingangsklemmen 4, 5 der ersten Verstärkerstufe 11 sind mit (nicht dargestelltem) Signalgenerator 2 und Wandler 1 verbunden. Eine negative Eingangsklemme 50 der zweiten Verstärkerstufe 30 ist zwischen einem zweiten und einem dritten ohmschen Widerstand R2, R3, die den Ausgang der zweiten Verstärkerstufe 30 mit dem Eingang 5 der ersten Verstärkerstufe 11 verbindet, angeordnet. 4 shows a circuit for illustrating a usable according to the invention receive amplifier device 3 , which two amplifier stages 11 . 30 includes. The output of the first amplifier stage 11 is with the input terminal 40 the second amplifier stage 30 connected. A feedback branch 6 extends from the entrance 4 the first amplifier stage 11 via a feedback resistor R 1 according to an alternative A to the output of the first amplifier 11 , A switching means 70 is set up, the output of the first amplifier stage 11 from the feedback branch 6 to separate. According to a second alternative B, the feedback branch connects 6 the entrance 4 the first amplifier stage 11 with the output of the second amplifier stage 30 , A switching means 71 allows galvanic isolation of the output of the second amplifier stage 30 from the feedback branch 6 , The first amplifier stage 11 comprises a further switching means S L1 , which is arranged, the first amplifier stage 11 to disconnect from a supply voltage U V, in order to convert it into a state of reduced power consumption. Likewise, the second amplifier stage comprises 30 a second switching means S12, by means of which the supply voltage U V for the second amplifier stage 30 can be interrupted to convert it into a state of reduced power consumption. The input terminals 4 . 5 the first amplifier stage 11 are with signal generator (not shown) 2 and transducers 1 connected. A negative input terminal 50 the second amplifier stage 30 is between a second and a third ohmic resistor R 2 , R 3 , which is the output of the second amplifier stage 30 with the entrance 5 the first amplifier stage 11 connects, arranged.

5 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte gemäß einem möglichen Betriebsszenario gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Schritt 100 wird ein Sendevorgang erkannt. Dies kann z. B. spannungspegelgesteuert oder durch einen den Sendevorgang auslösendes Signal erfolgen. In Schritt 200 wird im Ansprechen auf ein Erkennen des Sendevorgangs die Leistungsaufnahme einer Empfangsverstärkereinrichtung verringert, wie dies in Verbindung mit den vorstehenden Figuren zu erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen diskutiert worden ist. Dies kann zeitgesteuert und alternativ oder zusätzlich spannungspegelgesteuert erfolgen. Insbesondere kann hierbei die Empfangsverstärkereinrichtung mit dem Signalgenerator verbunden bleiben, was zusätzliche Schaltvorgänge und Schaltmittel erübrigt und Signalartefakte am Eingang der Empfangsverstärkereinrichtung vermeidet. In Schritt 300 kann der Betrieb bzw. die Leistungsaufnahme der Empfangsverstärkereinrichtung wieder normalisiert werden, um das Abklingverhalten und/oder gegebenenfalls empfangene Echos auszuwerten. Im Schritt 400 wird anschließend geprüft, ob eine vordefinierte Abbruchbedingung erfüllt ist. Ist dies nicht der Fall (”N”), fährt das Verfahren mit Schritt 100 fort. Ist dies jedoch der Fall (”Y”), endet das Verfahren im Schritt 500. 5 FIG. 3 is a flowchart illustrating steps according to a possible operating scenario according to the present invention. FIG. In step 100 a transmission is detected. This can be z. B. voltage level controlled or carried out by the transmission process triggering signal. In step 200 In response to detection of the transmission process, the power consumption of a receiving amplifier device is reduced, as has been discussed in connection with the preceding figures for embodiments according to the invention. This can be timed and alternatively or additionally voltage level controlled. In particular, in this case, the receiving amplifier device remain connected to the signal generator, which eliminates additional switching operations and switching means and avoids signal artifacts at the input of the receiving amplifier device. In step 300 For example, the operation or the power consumption of the receiving amplifier device can be normalized again in order to evaluate the decay behavior and / or possibly received echoes. In step 400 Then it is checked whether a predefined termination condition is fulfilled. If this is not the case ("N"), the method goes to step 100 continued. If this is the case ("Y"), the procedure ends in step 500 ,

Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, in einer Vorrichtung zur Umfeldsensorik das Fahrzeugbordnetz und insbesondere den Signalgenerator weniger stark zu belasten, als dies herkömmliche gattungsgemäße Vorrichtungen tun. Dabei kann die Empfangsverstärkereinrichtung permanent mit dem Wandler verbunden bleiben. Insbesondere erfolgt keine vollständige galvanische Trennung sondern lediglich eine funktionale Änderung der Empfangsverstärkereinrichtung. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die im Empfangsbetrieb übliche Verstärkungsregelung außer Kraft gesetzt wird, um den Innenwiderstand am Verstärkereingang zu erhöhen. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch Öffnen des Regelkreises oder Unterbrechen der Energieversorgung von zumindest einer Teilkomponente innerhalb des Regelkreises. Beispielsweise wird vorgeschlagen, ein Widerstandsnetzwerk zur Rückkopplung der Empfangsverstärkereinrichtung umzuwidmen (z. B. zur Spannungsteilung), während dieses jedoch elektrisch und galvanisch aktiv bleibt. Alternativ kann ein innerhalb der Empfangsverstärkereinrichtung angeordneter Verstärker in einen Zustand verringerter Leistungsaufnahme versetzt werden, indem sein Eingang vom Eingang der Empfangsverstärkereinrichtung getrennt wird. Alternativ kann die Versorgungsspannung des Verstärkers getrennt werden, indem der Verstärker von der Versorgungsspannung und/oder der elektrischen Masse elektrisch getrennt wird.It is a core idea of the present invention, in a device for environment sensors, to load the vehicle electrical system, and in particular the signal generator, less heavily than do conventional generic devices. In this case, the receiving amplifier device remain permanently connected to the converter. In particular, there is no complete galvanic isolation but only a functional change of the receive amplifier device. This is preferably achieved by overriding the gain control which is customary in receive mode in order to increase the internal resistance at the amplifier input. This can be achieved, for example, by opening the control loop or interrupting the power supply of at least one subcomponent within the control loop. For example, it is proposed to redirect a resistance network for feedback of the receiving amplifier device (eg for voltage division), while this remains electrically and galvanically active. Alternatively, an amplifier disposed within the receiving amplifier means may be placed in a reduced power consumption state by disconnecting its input from the input of the receiving amplifier means. Alternatively, the supply voltage of the amplifier can be disconnected by electrically disconnecting the amplifier from the supply voltage and / or the electrical ground.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawings, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person, without departing from the scope of the present invention, the scope of protection the appended claims are defined.

Claims (8)

Vorrichtung zur Umfeldsensorik umfassend – einen Wandler (1) zur Wandlung elektrischer Signale in Sendesignale, – ein Übertrager (8) zur Anpassung der von einem Signalgenerator (2) zur Erzeugung akustischer Signale bereitgestellten elektrischen Signale an die Impedanz des Wandlers (1), – eine Empfangsverstärkereinrichtung (3) zur Verstärkung vom Wandler (1) empfangener Signale, – wobei der Wandler (1) permanent mit einem Eingang (4,5) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) verbunden ist; wobei die Vorrichtung (10) weiter eingerichtet ist, die Empfangsverstärkereinrichtung (3) während des Sendevorgangs in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme (4, 5) zu versetzen, – wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, im Zustand geringerer Leistungsaufnahme zumindest einen Rückkoppelzweig (6) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) elektrisch zu öffnen, und – wobei in dem Rückkoppelzweig (6) ein nichtlinearer Zweipol (7) angeordnet ist, der eingerichtet ist, im Ansprechen auf ein Erreichen eines vordefinierten über ihm anliegenden Spannungspegels den Rückkoppelzweig (6) elektrisch zu öffnen.Environment sensing device comprising - a transducer ( 1 ) for the conversion of electrical signals into transmission signals, - a transformer ( 8th ) for adaptation of a signal generator ( 2 ) electrical signals provided for generating acoustic signals to the impedance of the transducer ( 1 ), - a receiving amplifier device ( 3 ) for amplification of the transducer ( 1 ) received signals, - wherein the converter ( 1 ) permanently with an input ( 4 . 5 ) of the receiving amplifier device ( 3 ) connected is; the device ( 10 ), the receiving amplifier device ( 3 ) during the transmission process in a state of lower power consumption ( 4 . 5 ), - wherein the device is set up, in the state of lower power consumption, at least one feedback branch ( 6 ) of the receiving amplifier device ( 3 ), and - wherein in the feedback branch ( 6 ) a non-linear dipole ( 7 is arranged, which is arranged in response to reaching a predefined voltage level applied above it, the feedback branch ( 6 ) to open electrically. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (10) weiter eingerichtet ist, während des Empfangens und/oder zu Beginn der Sendesignalerzeugung und/oder am Ende der Sendesignalerzeugung den Übertrager (8) zur Ankopplung des Signalgenerators (2) an den Wandler den Signalgenerator (2) vom Wandler (1) elektrisch zu trennen.Device according to claim 1, wherein the device ( 10 ) is further set up, during the reception and / or at the beginning of the transmission signal generation and / or at the end of the transmission signal generation the transmitter ( 8th ) for coupling the signal generator ( 2 ) to the transducer the signal generator ( 2 ) from the converter ( 1 ) to be separated electrically. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, im Zustand geringerer Leistungsaufnahme zumindest eine Verstärkerstufe (11) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) von einer Versorgungsspannung (Uv) elektrisch zu trennen.Device according to claim 1 or 2, wherein the device is set up, in the state of lower power consumption, at least one amplifier stage ( 11 ) of the receiving amplifier device ( 3 ) to be electrically separated from a supply voltage (U v ). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) eingerichtet ist, die Empfangsverstärkereinrichtung (3) zeitgesteuert und/oder in Abhängigkeit eines Spannungspegels eines vom Signalgenerator (2) erzeugten elektrischen Signals in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme an ihrem Eingang (4, 5) zu versetzen.Device according to one of the preceding claims, wherein the device ( 10 ), the receiving amplifier device ( 3 ) timed and / or in dependence on a voltage level of the signal generator ( 2 ) generated electrical signal in a state of lower power consumption at its input ( 4 . 5 ) to move. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) weiter einen Schalter (7, Sl) umfasst, der insbesondere ein Halbleiterbauelement umfasst, wobei der Schalter (7, Sl) eingerichtet ist, eine Energieversorgung (Uv) und/oder einen Rückkoppelzweig (6) der Empfangsverstärkereinrichtung (3) elektrisch zu trennen.Device according to one of the preceding claims, wherein the device ( 10 ) continue a switch ( 7 , S l ), which in particular comprises a semiconductor component, wherein the switch ( 7 , S l ), a power supply (U v ) and / or a feedback path ( 6 ) of the receiving amplifier device ( 3 ) to be separated electrically. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Empfangsverstärkereinrichtung (3) mehrere hintereinander geschaltete Verstärkerstufen (11, 30) umfasst, und/oder der Wandler (1) ein Ultraschallwandler ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the receiving amplifier device ( 3 ) several amplifier stages ( 11 . 30 ), and / or the converter ( 1 ) is an ultrasonic transducer. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Empfangsverstärkereinrichtung (3) eingerichtet ist, – mindestens eine der Verstärkerstufen (11, 30) während des Sendevorgangs in einen Zustand geringerer Leistungsaufnahme an ihrem Eingang (4, 5; 40, 50) zu versetzen und/oder – mindestens einen Rückkoppelzweig (6, A; 6, B) einer Verstärkerstufe (3, 30) während des Sendevorgangs elektrisch zu trennen.Apparatus according to claim 6, wherein the receiving amplifier means ( 3 ), - at least one of the amplifier stages ( 11 . 30 ) during the transmission process into a state of lower power consumption at its input ( 4 . 5 ; 40 . 50 ) and / or - at least one feedback branch ( 6 , A; 6 , B) an amplifier stage ( 3 . 30 ) to be electrically disconnected during the transmission process. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Empfangsverstärkereinrichtung (3) eine erste Verstärkerstufe (11) mit einem ersten Schaltmittel (Sl1) und eine zweite Verstärkerstufe (30) mit einem zweiten Schaltmittel (Sl2) umfasst, wobei die Schaltmittel (Sl1, Sl2) eingerichtet sind, die jeweilige Verstärkerstufe (11, 30) von einer Versorgungsspannung (Uv) zu trennen.Device according to one of the preceding claims, wherein the receiving amplifier device ( 3 ) a first amplifier stage ( 11 ) with a first switching means (S l1 ) and a second amplifier stage ( 30 ) with a second switching means (S l2 ), wherein the switching means (S l1 , S l2 ) are arranged, the respective amplifier stage ( 11 . 30 ) to be separated from a supply voltage (U v ).
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