DE19510055B4

DE19510055B4 - Circuit arrangement for evaluating a binary signal defined by current threshold values

Info

Publication number: DE19510055B4
Application number: DE1995110055
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fey; Michael Zydek
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: DE19510055A1; WO1996029784A1

Abstract

Schaltungsanordnung zum Auswerten eines binären, durch zwei Stromschwellenwerte definierten Ausgangssignals eines aktiven Sensors, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalquelle (1) eine Stromquelle (IQ, IQ₁, IQ₂, IQ₃) in Reihe geschaltet ist, die für einen Nennstrom (I_Q, I₁, I₂, I₃) ausgelegt ist, der zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwert (I_L bzw. I_H) des auszuwertenden Signals (I) liegt, und daß die Spannung über der Stromquelle (I_Q, IQ₂) zum Erkennen des Signalzustandes des binären Signals (I) ausgewertet wird.Circuit arrangement for evaluating a binary output signal of an active sensor defined by two current threshold values, characterized in that the signal source (1) is connected in series with a current source (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) which is suitable for a nominal current (I _Q , I ₁ , I ₂ , I ₃ ) is designed, which lies between the lower and the upper threshold value (I _L and I _H ) of the signal (I) to be evaluated, and that the voltage across the current source (I _Q , IQ ₂ ) is evaluated to recognize the signal state of the binary signal (I).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Auswerten binären, durch zwei Stromschwellenwerte definierte Ausgangssignals eines aktiven Sensors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. bekanntlich eine Stromquelle dar, die, wenn man den Stromverlauf aufträgt, ein Rechtecksignal auf Basis von zwei unterschiedlichen Stromwerten oder Stromschwellen liefert, dessen Frequenz die zu messende Information enthält.The invention relates to a Circuit arrangement for evaluating binary, by two current threshold values Defined output signal of an active sensor according to the generic term of claim 1. is known to be a power source, which, if one plots the current flow, a square wave signal based on two different current values or current thresholds, the frequency of which provides the information to be measured contains.

Aus der DE 39 36 831 A1 (P 6820) ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Ausgangssignals eines Drehzahlsensors bekannt, die eine Triggerschaltung oder Kippschaltung enthält, deren Umschaltschwellen in Abhängigkeit von einem Kopplungsfaktor variiert werden. Der Kopplungsfaktor beeinflußt die Amplitude der Sensor-Ausgangsspannung. Eine derartige Schaltungsanordnung ist für passive und aktive Sensoren brauchbar. Bei Auswertung des Ausgangssignals eines aktiven Sensors, der ein binäres Stromsignal liefert, wäre jedoch eine Strom-/Spannungswandlung mit Hilfe eines in Serie geschalteten Lastwiderstandes notwendig, der relativ niederohmig sein müßte, damit an dem aktiven Sensor eine ausreichende Betriebsspannung anliegt. Dieser Wider stand müßte hochbelastbar sein, damit er auch einem Kurzschluß der Sensorleitung gegenüber der Versorgungsspannung widersteht. Außerdem wäre eine relativ hohe Genauigkeit des Widerstandswertes erforderlich, weil von dieser Genauigkeit die Sensorsignalerkennung abhängt.From the DE 39 36 831 A1 (P 6820) a circuit arrangement for processing the output signal of a speed sensor is already known, which contains a trigger circuit or flip-flop circuit, the switching thresholds of which are varied as a function of a coupling factor. The coupling factor affects the amplitude of the sensor output voltage. Such a circuit arrangement can be used for passive and active sensors. When evaluating the output signal of an active sensor that delivers a binary current signal, however, a current / voltage conversion would be necessary with the aid of a load resistor connected in series, which would have to be relatively low-resistance so that a sufficient operating voltage is present at the active sensor. This opponent should be able to withstand high loads so that it can withstand a short circuit in the sensor cable to the supply voltage. In addition, a relatively high accuracy of the resistance value would be required because the sensor signal detection depends on this accuracy.

Solche Widerstände sind relativ aufwendig, der hohe Energieverbrauch ist unerwünscht. Außerdem lassen sich Sensorfehler nur mit zusätzlichem, ebenfalls recht hohem Schaltungsaufwand erkennen. Eine Überlappung von Funktionsbereich und Fehlererkennungsbereich ist mit einer solchen Schaltung bei Einsatz eines aktiven Sensors nicht möglich.Such resistors are relatively expensive high energy consumption is undesirable. Moreover can sensor errors only with additional, also quite high Recognize circuit effort. An overlap of functional area and error detection area is with such a circuit An active sensor cannot be used.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten DE 44 34 180 A1 (P 7748) ist auch schon eine Schaltungsanordnung zur Auswertung eines binären Stromsignals, also auch des Ausgangssinals eines aktiven Sensors, beschrieben, bei der mit Hilfe einer Stromspiegelschaltung ein zum Sensorstrom proportionaler Signalstrom gewonnen wird. Dieser Signalstrom wird über einen ohmschen Widerstand einer Quelle mit konstanter Spannung entnommen, wodurch ein dem Sensor-Ausgangssignal entsprechendes binäres Spannungssignal entsteht. Die Stromspiegelschaltung dient also zur Wandlung des Sensor-Stromsignals in ein binäres Spannungssignal, das dann mit geringem Aufwand und vor allem geringem Leistungsbedarf weiterverarbeitet werden kann.In the older, not pre-published DE 44 34 180 A1 (P 7748) also describes a circuit arrangement for evaluating a binary current signal, that is to say also the output signal of an active sensor, in which a signal current proportional to the sensor current is obtained with the aid of a current mirror circuit. This signal current is taken via an ohmic resistor from a source with a constant voltage, which produces a binary voltage signal corresponding to the sensor output signal. The current mirror circuit thus serves to convert the sensor current signal into a binary voltage signal, which can then be processed further with little effort and, above all, low power consumption.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Auswerten eines binären Stromsignals zu entwickeln, die mit vergleichsweise wenigen Bauteilen auskommst und die sich besonders gut für eine Realisierung mit Hilfe einer integrierten Schaltung eignet. Auf geringen Energieverbrauch wird Wert gelegt. Außerdem sollte es möglich sein, mit geringem Aufwand eine Sensorfehlererkennung – d.h. Kurzschluß gegen Masse oder gegen Betriebsspannung, Leitungsunterbrechung usw. – aufzubauen.The present invention lies the task of a circuit arrangement for evaluating a binary Develop current signal with comparatively few components get along and which is particularly good for a realization with the help of a integrated circuit. On low energy consumption Added value. Moreover should it be possible sensor error detection with little effort - i.e. Short circuit against Earth or against operating voltage, line interruption, etc. - to build up.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung der im Anspruch 1 beschriebenen Art gelöst werden kann. Die Besonderheit dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Signalquelle, nämlich dem als Stromquelle wirkenden Sensor, eine (zweite) Stromquelle in Reihe geschaltet wird, die für einen Nennstrom ausgelegt ist, der zwischen dem unteren und dem oberen Schwellenwert des Sensor- bzw. Signalstroms liegt, und darin, daß die Spannung über der (zweiten) Stromquelle zum Erkennen des Signalzustandes des binären Signals bzw. des Sensorstromes ausgewertet wird. Die Strom-Spannungswandlung findet also gewissermaßen mit Hilfe der in Reihe geschalteten (zweiten) Stromquelle statt, wobei das Unterschreiten und Erreichen des Nennstromes die Potentialänderung auslöst.It has been shown that this Task according to the invention a circuit arrangement of the type described in claim 1 can be solved. The peculiarity of this circuit arrangement is that the signal source, namely the sensor acting as a current source, a (second) current source connected in series for rated current is between the lower and the upper threshold of the sensor or Signal current, and in that the voltage across the (second) Current source for recognizing the signal state of the binary signal or the sensor current is evaluated. The current-voltage conversion so it’s sort of with the help of the (second) power source connected in series, falling below and reaching the nominal current is the change in potential triggers.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Stromquelle gegen Masse geschaltet und liegt am Eingang einer Verstärkerschaltung, beispielsweise an der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors. Diese Verstärkerschaltung gibt ein binäres Ausgangssignal ab, daß das Erreichen oder Unterschreiten des Nennstroms der Stromquelle wiedergibt.According to an advantageous embodiment the second power source is connected to ground and is at the input of an amplifier circuit, for example on the base-emitter path of a transistor. This amplifier circuit gives a binary Output signal from that Reaches or falls below the nominal current of the current source.

Zweckmäßigerweise ist der Stromquelle eine Zenerdiode parallel geschaltet, die die Spannung über der Stromquelle und damit am Eingang der Verstärkerschaltung auf einen vorgegebe nen Maximalwert, nämlich der Durchbruchspannung der Zenerdiode entsprechenden Wert, begrenzt.The power source is expedient a zener diode connected in parallel, the voltage across the Current source and thus at the input of the amplifier circuit to a given Maximum value, namely value corresponding to the breakdown voltage of the Zener diode.

Ein weiteres, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß zur Fehlererkennung und Überwachung der Signalquelle die (zweite) Stromquelle aus mehreren Einzelstromquellen zusammengesetzt ist, denen jeweils eine Verstärkerschaltung parallel geschaltet ist und die derart zusammengeschaltet sind, daß aus den Ausgangssignalen der Verstärkerstufen das Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestwertes des Signalstroms, d.h. des von der Signalquelle hervorgerufenen Stromes, das Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes und das Auftreten eines vorgegebenen, zwischen den Stromschwellenwerten liegenden mittleren Wertes des Signalstroms erkennbar sind. Zweckmäßigerweise besteht dabei die Stromquelle aus drei Einzelstromquellen, die unter Einfügung von Entkoppeldioden parallel geschaltet sind und von denen eine auf den Mindestwert des Signalstroms, die zweite auf die Differenz zwischen dem mittleren Wert des Signalstroms und dem Mindestwert und schließlich die dritte auf die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem mittleren Wert ausgelegt sind.Another particularly advantageous exemplary embodiment of the invention consists in that, for error detection and monitoring of the signal source, the (second) current source is composed of a plurality of individual current sources, each of which has an amplifier circuit connected in parallel, and which are connected together in such a way that the output signals from the amplifier stages fall short a predetermined minimum value of the signal current, ie the current caused by the signal source, the exceeding of a predetermined maximum value and the occurrence of a predetermined mean value of the signal current lying between the current threshold values are recognizable. The current source expediently consists of three individual current sources which are connected in parallel with the insertion of decoupling diodes and one of which is based on the minimum value of the signal current, the second on the difference between the mean value of the signal current and the minimum value and finally the third on the difference between between the maximum value and the average value.

Die beschriebene Schaltungsanordnung läßt sich insgesamt, einschließlich der zur Signalverarbeitung und Fehlererkennung den Einzelstromquellen parallel geschalteten Verstärkerstufen, in einer integrierten Schaltung unterbringen. Die Einzelstromquellen werden dabei zweckmäßiger- weise auf Basis von Stromspiegelschaltungen aufgebaut, die über ohmsche Widerstände, die die jeweiligen Nennströme der Einzelstromquellen bestimmen, aus einer ge meinsamen Referenzspannungsquelle versorgt werden. Durch Wahl der Referenzspannung und der die Nennströme bestimmenden ohmschen Widerstände läßt sich dabei die Schaltungsanordnung sehr leicht an unterschiedliche Typen von aktiven Sensoren und den jeweils vorgegebenen Stromschwellenwerten sowie der Toleranzbreite dieser Schwellenwerte anpassen.The circuit arrangement described let yourself total, including parallel to the single current sources for signal processing and error detection switched amplifier stages, accommodate in an integrated circuit. The single power sources are expedient built on the basis of current mirror circuits, which via ohmic resistors, which the respective nominal currents determine the individual current sources from a common reference voltage source be supplied. By choosing the reference voltage and the one determining the nominal currents ohmic resistances can be the circuit arrangement very easily to different types of active sensors and the respectively predefined current threshold values as well adapt to the tolerance range of these threshold values.

Weitere Beschreibungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus. der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den beigefügten Abbildungen hervor.Further descriptions, advantages and possible applications the invention go out. the following description of exemplary embodiments as well as from the attached Illustrations.

Es zeigenShow it

1 schematisch vereinfacht eine Schaltungsanordnung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 1 schematically simplified a circuit arrangement to explain the functional principle of the circuit arrangement according to the invention,

2 in gleicher Darstellungsweise eine Schaltungsanordnung zur Veranschaulichung der Fehlererkennung und 2 in the same representation, a circuit arrangement to illustrate the error detection and

3 einen Teil einer integrierten Schaltung zur Realisierung der Schaltung nach 2. 3 part of an integrated circuit to implement the circuit after 2 ,

Dem Ausführungsbeispiel nach 1 liegt die Verwendung eines aktiven Drehzahlsensors 1 in einem Kraftfahrzeug zugrunde. Ein solcher Sensor 1 kann Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Regelungssystems sein, beispielsweise eines Antiblockiersystems, eines Antriebs- oder Antriebsschlupfregelungssystems, einer Fahrstabilitätsregelung oder dergleichen. Mit Hilfe solcher Sensoren bzw. Radsensoren läßt sich ein Signal gewinnen, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades proportional ist.According to the embodiment 1 is the use of an active speed sensor 1 in a motor vehicle. Such a sensor 1 can be part of a motor vehicle control system, for example an anti-lock braking system, a traction or traction control system, a driving stability control or the like. With the help of such sensors or wheel sensors, a signal can be obtained whose frequency is proportional to the speed of rotation of the respective wheel.

Im dargestellten Beispiel ist das Meßelement ein aktiver Sensor 1, dessen Ausgangssignal durch zwei Stromschwellenwerte, nämlich einen Low-Strom von 7 mA und einem High-Strom von 14 mA, gebildet wird. Der Low-Strom ist erforderlich, um die ordnungsgemäße Funktion des aktiven Sensors 1 aufrechtzuerhalten. Zur Stromversorgung dient hier ein Anschluß IGN, durch den in einem Kraftfahrzeug beim Einschalten der Zündung der Anschluß an den positiven Pol der Fahrzeugbatterie hergestellt wird. Der Masseanschluß führt zum negativen Pol der Batterie.In the example shown, the measuring element is an active sensor 1 , whose output signal by two current threshold values, namely a low current of 7 mA and a high current of 14 mA is formed. The low current is required to ensure the proper functioning of the active sensor 1 maintain. A connection IGN is used for the power supply, through which the connection to the positive pole of the vehicle battery is established in a motor vehicle when the ignition is switched on. The ground connection leads to the negative pole of the battery.

Der Radsensor 1 ist hier als eine Stromquelle symbolisch dargestellt, die sich aus zwei Einzelstromquellen zusammensetzt. Eine dieser Einzelstromquellen liefert den Low-Strom I_L = I_S1, der in der High-Phase des Signals durch Parallelschalten der zweiten Einzelstromquelle bzw. durch eine zusätzliche Stromkomponente I_S2 zu dem High-Strom I_H =I_S ₁ + I_S2 ergänzt wird.The wheel sensor 1 is symbolically represented here as a current source, which is composed of two individual current sources. One of these individual current sources supplies the low current I _L = I _S1 , which supplements the high current I _H = I _S ₁ + I _S2 in the high phase of the signal by connecting the second individual current source in parallel or by an additional current component I _S2 becomes.

Erfindungsgemäß ist in Serie zu dem aktiven Sensor 1 eine zweite Stromquelle IQ geschaltet, die für einen Nennstrom I_Q ausgelegt ist. Genau genommen handelt es sich bei dieser Stromquelle um eine Stromsenke, wie aus den folgenden Erläuterungen ersichtlich wird.According to the invention is in series with the active sensor 1 switched a second current source IQ, which is designed for a nominal current I _Q. Strictly speaking, this current source is a current sink, as can be seen from the following explanations.

Der Nennstrom I_Q liegt über dem unteren Stromschwellenwert des Sensors 1, nämlich dem Low-Strom I_L. Zweckmäßigerweise wird ein Nennstrom I_Q für die Stromquelle IQ gewählt, der einem mittleren Wert zwischen den beiden Stromschwellenwerten I_L und I_H entspricht. Parallel zur Spannungsquelle IQ liegt eine Ver stärkerstufe, hier die Basis-Emitterstrecke eines Transistors T₂. Der Spannungsabfall über der Stromquelle IQ ist gleichzeitig die Eingangsspannung U_E der Vertärkerstufe T. Die Schaltung nach 1 funktioniert wie folgt:
Solange der Strom über dem Sensor 1 unter dem Nennstrom bzw. dem eingeprägten Strom der Stromquelle IQ liegt, was in der Low-Phase des Sensors 1 zutrifft, wird das Potential U_E am Eingang der Verstärkerschaltung T durch die Stromquelle IQ nahezu auf Massepotential GND reduziert. Der Transistor T sperrt. Das Ausgangssignal bzw. das Ausgangspotential U_A der Verstärkerschaltung, nämlich das Potential am Kollektor des Transistors T, ist "high"; das Ausgangssignal U_A nimmt den vollen Wert der Versorgungsspannung V_CC5 an.The nominal current I _Q is above the lower current threshold of the sensor 1 , namely the low current I _L. A nominal current I _Q is expediently chosen for the current source IQ, which corresponds to an average value between the two current threshold values I _L and I _H. Parallel to the voltage source IQ is a United amplifier stage, here the base-emitter path of a transistor T ₂ . The voltage drop across the current source IQ is at the same time the input voltage U _{E of} the amplifier stage T. The circuit according to 1 works as follows:
As long as the current is above the sensor 1 is below the nominal current or the impressed current of the current source IQ, which is in the low phase of the sensor 1 applies, the potential U _E at the input of the amplifier circuit T is almost reduced to ground potential GND by the current source IQ. The transistor T blocks. The output signal or the output potential U _{A of} the amplifier circuit, namely the potential at the collector of the transistor T, is "high"; the output signal U _A assumes the full value of the supply voltage V _CC5 .

Sobald dagegen der Sensorstrom I über den Nennstrom I_Q der Stromquelle IQ ansteigt, wird der Transistor T angesteuert. Dies ist in der High-Phase, wenn der Sensor 1 den High-Strom I_H liefert, der Fall. Die Stromquelle Q ist nämlich lediglich in der Lage, ihren Nennstrom I_Q aufzunehmen. Der darüber hinausgehende Strom führt zum Anstieg des Potentials U_E, zum Durchsteuern des Transistors T und damit zu einem "low" des Ausgangssignals UA. In dieser Phase wird durch eine parallel zur Stromquelle IQ liegende Zenerdiode Z das Eingangspotential U_E begrenzt. Ein Stromfluß über die Zenerdiode Z stellt außerdem sicher, daß ein für den Betrieb des Sensors 1 ausreichender Strom I_H fließen kann.In contrast, as soon as the sensor current I rises above the nominal current I _{Q of} the current source IQ, the transistor T is driven. This is in the high phase when the sensor 1 provides the high current I _H , the case. The current source Q is only able to absorb its nominal current I _Q. The current going beyond this leads to an increase in the potential U _E , to the turning on of the transistor T and thus to a "low" of the output signal UA. In this phase, the input potential U _{E is} limited by a zener diode Z lying parallel to the current source IQ. A current flow through the Zener diode Z also ensures that one for the operation of the sensor 1 sufficient current I _H can flow.

Die Schaltung nach 1 läßt sich sehr einfach und mit geringem Aufwand zu einer Schaltung erweitern, die in der Lage ist, Sensorfehler zu erkennen und anzuzeigen. Zu diesen Sen sorfehlern zählt auch ein Kurzschluß der Anschlußleitung gegen Masse (GND) oder gegen Batterie (IGN), eine Leitungsunterbrechung und Nebenschlüsse. Die Arbeitsweise einer solchen Schaltung mit Fehlererkennung veranschaulicht 2. Erreicht wird diese Erweiterung durch eine Aufteilung der zweiten Stromquelle (IQ in 1) in mehrere, hier in drei einzelne Stromquellen IQ₁, IQ₂, IQ₃. Das Potential über diesen Spannungsquellen wird jeweils mit Hilfe einer parallel geschalteten Verstärkerstufe, symbolisiert durch die Transistoren T₁, T₂ und T₃, ermittelt. Dioden D₁ und D₂ dienen zur Entkopplung der Einzelstromquellen.The circuit after 1 can be expanded very easily and with little effort to a circuit that is able to detect and display sensor errors. These sensor errors also include a short circuit in the connecting cable to ground (GND) or battery (IGN), a line break and shunts. The operation of such a circuit with fault detection is illustrated 2 , This expansion is achieved by dividing the second current source (IQ in 1 ) in several, here in three single Current sources IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ . The potential across these voltage sources is determined with the aid of a parallel amplifier stage, symbolized by the transistors T ₁ , T ₂ and T ₃ . Diodes D ₁ and D ₂ serve to decouple the individual current sources.

Die Einzelstromquellen IQ₁, IQ₂ und IQ₃ sind derart zusammengeschaltet und an den aktiven Sensor 1 angeschaltet, daß die erste, direkt an den Sensor 1 angeschlossene Einzelstromquelle IQ₁ eine Leitungsunterbrechung oder einen unter einem Mindestwert liegenden Sensorstrom signalisiert. IQ₁ ist im vorliegenden Beispiel auf einen Nennstrom von I₁ = 3 mA ausgelegt, so daß erst dann, wenn der Signalstrom bzw. Sensorstrom I über diesen Wert ansteigt, die zugehörige Verstärkerstufe T₁ angesteuert wird. Ein "high" am Ausgang X₁ der zugehörigen Verstärkerschaltung T₁ zeigt folglich eine Leitungsunterbrechung oder einen aus einem anderen Grund zu niedrigen Sensorstrom I an.The individual current sources IQ ₁ , IQ ₂ and IQ ₃ are interconnected in this way and to the active sensor 1 turned on that the first one, directly to the sensor 1 connected single current source IQ ₁ signals a line break or a sensor current below a minimum value. In the present example, IQ ₁ is designed for a nominal current of I ₁ = 3 mA, so that the associated amplifier stage T ₁ is only activated when the signal current or sensor current I rises above this value. A "high" at the output X _{1 of} the associated amplifier circuit T ₁ consequently indicates a line interruption or a sensor current I which is too low for another reason.

Die nächste, über die Diode D₁ angeschlossene Einzelstromquelle IQ₂, die hier für einen Nennstrom I₂ = 7 mA ausgelegt ist, wird stromführend, sobald der Sensorstrom den Mindestwert I₁ überschreitet. Am Ausgang der Verstärkerschaltung T₂, die der Einzelstromquelle IQ₂ parallel liegt, steht so lange ein "high"-Signal an, bis der Sensorstrom die Summe aus den Nennströmen I₁ + I₂ der beiden Einzelstromquellen IQ₁ und IQ₂ erreicht oder überschreitet. Erst dann wechselt das Signal am Ausgang X₂ der Stufe T₂ von "high" zu "low". Da die Summe (I₁ + I₂) der Nennströme der beiden beschriebenen Einzeltromquellen IQ₁, IQ₂ über den unteren Stromschwellenwert I_L des Radsensors 1 liegt, in der Low-Phase des Sensors der Nennstrom der Einzelstromquelle IQ₂ jedoch noch nicht erreicht wird, steht am Ausgang der Verstärkerstufe T₂ bei ordnungsgemäßem Betrieb des Radsensors 1, d.h. bei ständigem Wechsel des Sensor-Signalstroms zwischen dem unteren (I₁) und dem oberen (I₂) Stromschwellenwert, das auswertbare Spannungssignal, welches das Ergebnis der Strom-Spannungswandlung darstellt und welches dem Ausgangssignal U_A nach 1 entspricht, zur Verfügung.The next individual current source IQ ₂ connected via diode D ₁ , which is designed here for a nominal current I ₂ = 7 mA, becomes live as soon as the sensor current exceeds the minimum value I ₁ . A "high" signal is present at the output of the amplifier circuit T ₂ , which is parallel to the individual current source IQ ₂ , until the sensor current reaches or exceeds the sum of the nominal currents I ₁ + I _{2 of} the two individual current sources IQ ₁ and IQ ₂ , Only then does the signal at output X ₂ of stage T _{2 change} from "high" to "low". Since the sum (I ₁ + I ₂ ) of the nominal currents of the two individual current sources IQ ₁ , IQ _{2 described} above the lower current threshold value I _{L of} the wheel sensor 1 lies, but in the low phase of the sensor, the nominal current of the single current source IQ ₂ has not yet been reached, is at the output of the amplifier stage T ₂ when the wheel sensor is operating properly 1 , ie with constant change of the sensor signal current between the lower (I ₁ ) and the upper (I ₂ ) current threshold value, the evaluable voltage signal which represents the result of the current-voltage conversion and which follows the output signal U _A 1 corresponds, available.

Die dritte Einzelstromquelle IQ₃ nach 2 dient zur Signalisierung eines zu hohen, fehlerbedingten Sensor-Stromes bzw. zu hohen Eingangsstromes in die Auswerteschaltung. Ein zu hoher Strom kann durch einen Nebenschluß oder gar einen Kurzschluß zum Versorgungsanschluß IGN hervorgerufen werden. Der Nennstrom der dritten Einzelstromquelle IQ₃ bestimmt den oberen Grenzwert. Wird die Summe I₁ + I₂ + I₃ der Nennströme der einzelnen Stromquellen IQ₁, IQ₂, IQ₃ überschritten, hat dies eine Ansteuerung der Verstärkerstufe T₃ und damit einen Wechsel des Signals am Ausgang X₃ dieser Verstärkerstufe von "high" nach "low" zur Folge.The third single current source IQ ₃ after 2 is used to signal an excessively high, fault-related sensor current or an excessively high input current into the evaluation circuit. A current that is too high can be caused by a shunt or even a short circuit to the supply connection IGN. The nominal current of the third single current source IQ ₃ determines the upper limit. If the sum I ₁ + I ₂ + I _{3 of} the nominal currents of the individual current sources IQ ₁ , IQ ₂ , IQ _{3 is} exceeded, this has a control of the amplifier stage T ₃ and thus a change of the signal at the output X _{3 of} this amplifier stage from "high" after "low".

3 zeigt ein Beispiel zur Realisierung der Schaltung nach 2. Alle dargestellten Komponenten sind Bestandteile einer integrierten Schaltung. Die Einzelstromquellen IQ₁', IQ₂' und IQ₃' sind hier durch Stromspiegelschaltungen realisiert. 3 shows an example of the implementation of the circuit 2 , All components shown are part of an integrated circuit. The individual current sources IQ ₁ ', IQ ₂ ' and IQ ₃ 'are implemented here by current mirror circuits.

Durch entsprechende Dimensionierung der ohmschen Widerstände R₁, R₂, R₃ und Vorgabe der Versorgungsspannung U_REF wird in bekannter Weise der Nennstrom oder eingeprägter Strom der einzelnen Stromquellen vorgegeben. Aus dem Potential am Ausgang X₁' ,X₃' der Verstärkerschaltungen T₁' und T₃' läßt sich wiederum in der anhand der 2 beschriebenen Weise erkennen, ob ein Sensorfehler vorliegt. Das gewandelte Sensorsignal steht am Ausgang X₂' der Verstärkerschaltung T₂' zur weiteren Auswertung an.By dimensioning the ohmic resistors R ₁ , R ₂ , R ₃ and specifying the supply voltage U _REF , the nominal current or impressed current of the individual current sources is predefined in a known manner. From the potential at the output X ₁ ', X ₃ ' of the amplifier circuits T ₁ 'and T ₃ ' can in turn be based on the 2 detect described way whether there is a sensor error. The converted sensor signal is available at output X ₂ 'of amplifier circuit T ₂ ' for further evaluation.

Die zur Einstellung der Nennströme benötigte Spannung U_Ref ist in jedem Falle stabilisiert, während für die Versorgungsspannung V_CC5 in manchen Anwendungsfällen eine nicht oder nur grob stabilisierte Spannung genügen dürfte.The voltage U _Ref required to set the nominal currents is stabilized in any case, while in some applications a voltage which is not stabilized or only roughly stabilized should suffice for the supply voltage V _CC5 .

Aus der vorausgegangenen Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung ist zu erkennen, daß sich die Erfindung besonders gut in Form von integrierten Schaltungen verwirklichen läßt. Für die Signalauswertung und Fehlererkennung sind nur wenige Bauteile erforderlich. Der Energieverbrauch ist gering. Ein wesentlicher Vorteil besteht noch darin, daß keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Bauteile, Einstellung der Stromschwellenwerte usw. zu stellen sind. Dies wirkt sich günstig auf die Herstellungskosten für eine solche Schaltungsanordnung aus. Außerdem ist aus gleichen Gründen eine hohe Zuverlässigkeit der Arbeitsweise zu erwarten. Da die Nennströme der einzelnen Stromquellen und damit die Schwellenwerte für die Fehlererkennung, beispielsweise durch Einstellung der Referenzspannung, auf einfache Weise und mit geringem Aufwand verändert werden können, ist eine Anpassung an Sensoren unterschiedlicher Art leicht möglich.From the previous description of embodiments the invention can be seen that the invention is special can be implemented well in the form of integrated circuits. For signal evaluation and fault detection, only a few components are required. The energy consumption is low. A major advantage is that none high demands on the accuracy of the components, setting the current threshold values etc. are to be set. This has a favorable effect the manufacturing cost of such a circuit arrangement. Also, for the same reasons, it is one high reliability the way of working to be expected. Because the rated currents of each power source and thus the thresholds for error detection, for example by setting the reference voltage, can be changed easily and with little effort is one Adaptation to sensors of different types easily possible.

Claims

Circuit arrangement for evaluating a binary output signal of an active sensor defined by two current threshold values, characterized in that the signal source ( 1 ) a current source (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) is connected in series, which is designed for a nominal current (I _Q , I ₁ , I ₂ , I ₃ ), which is between the lower and the upper threshold value (I _L or I _H ) of the signal (I) to be evaluated, and that the voltage across the current source (I _Q , IQ ₂ ) is evaluated to recognize the signal state of the binary signal (I).

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the current source (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) is connected to ground (GND) and is connected to the input of an amplifier circuit (T, T ₁ , T ₂ , T ₃ ) which a binary output signal (U _A , X ₁ , X ₂ , X ₃ ) that indicates the reaching and (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) falling below the nominal current (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) Power source.

Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the current source is connected in parallel with a zener diode (Z) which limits the voltage (U _E ) at the input of the amplifier circuit (T) or the voltage drop across the current source to a predetermined maximum value.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that for error detection and monitoring of the signal source ( 1 ) the current source (IQ) is composed of several individual current sources, each of which has an amplifier circuit (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) connected in parallel and which are connected in such a way that the output signals of the amplifier stages (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) falling below a predetermined minimum value of the signal current, ie that of the signal source ( 1 ) caused current, the exceeding of a predetermined maximum value of the signal current and the occurrence of a predetermined mean value of the signal current lying between the current threshold values are recognizable.

Circuit arrangement according to Claim 4, characterized in that the current source consists of three individual current sources (IQ, IQ ₁ , IQ ₂ , IQ ₃ ) which are connected in parallel with the insertion of decoupling diodes (D ₁ , D ₂ ) and of which a single current source (IQ ₁ ) for the minimum value of the signal current, the second (IQ ₂ ) for the difference between the mean value and the minimum value of the signal current and the third source (IQ ₃ ) for the difference between the maximum value of the signal current and the mean value.

Circuit arrangement according to Claim 5, characterized in that when a lower current threshold value (I _L ) of the signal source is set between 5 and 8 mA and an upper current threshold value (I _H ) between 11 and 17 mA as a minimum value of the signal current, a current in the order of magnitude of about 3 mA, a current in the order of magnitude of approximately 10 mA is specified as the mean value and a current in the order of approximately 17 mA is specified as the maximum value.

Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that it is part of an integrated circuit, the individual current sources (IQ, IQ ₁ ', IQ ₂ ', IQ ₃ ') being constructed on the basis of current mirror circuits which consist of a common reference voltage source (U _REF ) via ohmic resistors (R ₁ , R ₂ , R ₃ ), which the respective nominal currents (I ' ₁ , I' ₂ , I ' ₃ ) of the current sources (IQ ₁ ', IQ ₂ ', IQ ₃ ') determine, be cared for.