DE2843981A1

DE2843981A1 - Auswerteschaltung fuer elektrische signale

Info

Publication number: DE2843981A1
Application number: DE19782843981
Authority: DE
Inventors: Edmund Jeenicke; Immanuel Dipl Ing Krauter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2843981C2

Description

Auswerteschaltung für elektrische Signale
Die Erfindung betrifft eine Auswerteschaltung für elektrische Signale, die in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, von einem induktiven Streufeldgeber geliefert werden und eine mit der Drehzahl steigende Amplitude aufweisen.
Die von einem induktiven Streufeldgeber gelieferten Signale können je nach der Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses von Null bis zu einigen Hundert Volt reichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteschaltung zu schaffen, durch welche das in seiner Amplitude stark schwankende Gebersignal mit Hilfe eines variablen Spannungsteilers derart geteilt wird, daß das Signal am Ausgang des Teilers auf eine fest vorgegebene Amplitude geregelt wird.
ir Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden ze l des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.
ierdurch wird erreicht, daß trotz starker Schwankungen des Eingangssignal ein Ausgangssignal für die Weiterverarbeitung zur Verfügung steht, welches eine durch den festen Schwellwert festgelegte, konstante Amplitude aufweist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Auswerteschaltung liegt darin, daß sie eine sehr hohe Störsicherheit aufweist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, dessen Prinzip-Schaltbild in Fig. 1 dargestellt ist, näher beschrieben und erläutert. Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.
Die dargestellte Auswerteschaltung ist für elektrische Signale bestimmt, die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten, induktiven Streuflußgeber geliefert werden, der beispielsweise dem Schwungrad-Zahnkranz der Brennkraftmaschine gegenübersteht.
Ein solcher Streufeldgeber ist im Schaltbild bei G schematisch wiedergegeben, sein innerer Widerstand bei Ri angedeutet. An dem Geber G sind die Eingangsklemmen El und E2 der Auswerteschaltung angeschlossen, welcher über eine Plusleitung P Betriebsstrom aus einer nicht dargestellten Sammleffiatterie zugeführt wird, deren Minusklemme mit deren durchgehenden Minusleitung M und der Eingangsklemme E2 verbunden ist.
Zwischen der Plusleitung P und der Minus leitung M ist ein fester Spannungsteiler vorgesehen, welcher aus den Widerständen R2 und R3 besteht, deren Verbindungspunkt mit dem invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers ICI verbunden ist. Die über die Eingangsklemme El eingespeisten Gebersignale, deren Amplitude mit der Drehzahl der nicht dargestellten Brennkraftmaseine stark wächst, werden über einen Vorwiderstand Rl, zu dem eine für positive Signalhalbwellen undurchlässige Diode Dl parallel liegt, dem nichtinvertierenden (+) Eingang des Operationsverstärkers ICI zugeführt. An dem Ausgang dieses Operationsverstärkers ist die Anode einer zweiten Diode D2 angeschlossen, deren Kathode zur Steuerelektrode eines als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Transistors Ti geführt und an einen ersten Kondensator Cl und einen zu diesem parallel geschalteten Ableitwiderstand R5 angeschlossen ist. Die Emitterelektrode des Transistors T1 ist ebenso wie der Widerstand R5 und der Kondensator Cl an die gemeinsame Minus leitung M angeschlossen. Die Kollektorelektrode des Transistors TI ist mit einer Leitung 10 verbunden, welche einerseits zum Plus eingang des Operationsverstärkers ICl und andererseits zum Minuseingang eines Komparators IC2 führt.
An diesem ist außerdem ein mit der Minus leitung M verbundener zweiter Kondensator C2 angeschlossen. Vom Ausgang A des Komparators, an welchem die in ihrer Amplitude auf einen vorgegebenen Wert geregelten, für die Weiterverarbeitung bestimmten Ausgangssignale abgenommen werden können, führt ein Rückkopplungswiderstand R8 zum Pluseingang des Komparators IC2 und zu einem Widerstand R9, welcher mit der Minusleitung M in Verbindung steht.
Die beschriebene Auswerteschaltung arbeitet folgendermaßen: Die Widerstände R2 und R3 bestimmen den Sollwert der geregelten Signalamplitude. Der Verstärker ICI, die Diode D2 und der Kondensator Ci, dessen Spannung den Widerstandswert Rt des Transistors T1 bestimmt, regeln den variablen Spannungsteiler aus dem Widerstand Rl und dem Widerstand RT derart, daß der Istwert der Signalamplitude am nichtinvertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers ICI gleich wird mit dem von R2 und R3 eingestellten Sollwert am invertierenden Eingang (-). Der nunmehr auf den Spitzenwert des Eingangssignals geregelte Spannungsteiler Rl, Rt wird während einer Zeit Qr^~Cl x R5 gehalten. Der Komparator IC2 vergleicht das geteilte Eingangssignal mit einer festen Schwellspannung, deren Wert und Hysterese bestimmt werden von den Widerständen R8 und R9. Für die Weiterverarbeitung steht daher ein Ausgangssignal zur Verfügung, welches unabhängig von der jeweiligen Drehzahl eine konstante Amplitude hat.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der beschriebenen Auswerteschaltung ist ihre sehr hohe Störsicherheit, welche durch den Kondensator C2 bewirkt wird. Das geteilte Signal am invertierenden Eingang des Komparators IC2 ist mit einer signalabhängigen Zeitkonstante C2. (RT // Ri + R1) behaftet.
Besonders bei kleinen Eingangsspannungen, d.h. dann wenn hochfrequente Fremdstörungen, die in ihren Amplituden auch über dem Nutzsignal liegen können, unterdrückt werden sollen, ist die Filterwirkung der dann wirksamen Zeitkonstante C2 x (Rl + Ri) besonders groß. Bei großen Eingangsspannungen, d.h.
bei hohen Drehzahlen und demgemäß hohen Signalfrequenzen, wird die Filterwirkung des RC-Gliedes nicht mehr benötigt.
Die Schaltung muß jedoch auf die nun wesentlich kürzeren Eingangssignale schneller ansprechen. Da die Zeitkonstante C2. (RT // Ri + Rl) sich bei hohen Eingangsspannungen auf C2 RT reduziert, wird die eben genannte Forderung nach raschem Ansprechen automatisch erfüllt. Die Schaltung arbeitet wie eben beschrieben, solange die Eingangsspannung positiv ist. Anschließend werden wegen der Diode Dl sowohl die Signalteilung als auch die Filterung wirkungslos. Die negative Signalflanke schneidet dann mit großer Steilheit wie in Fig. 2 angedeutet die Zeitachse und definiert somit einen präzisen Triggerpunkt, welcher in Fig. 2 bei t. angedeutet ist. Dort ist mit unterbrochenen Linien 12 die am Plus eingang des Komparators liegende Schwellspannung angedeutet. Sie bestimmt den Triggerpunkt ti, in welchem die Signalspannung S die Schwellspannung unterschreitet.

Claims

Ansprüche 9 kuswerteschaltung für elektrische Signale, die in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, von einem induktivem Streufeldgeber geliefert werden und eine mit der Drehzahl steigende Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Signalamplituden die Signale dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (IC2) zugeführt sind, daß der invertierende Eingang des Operationsverstärkers an einer festen, die Signalamplitude bestimmenden Vorspannung liegt, daß ferner an dem Ausgang des Operationsverstärkers ein aus einem Kondensator (C1) und einem Parallelwiderstand (R5) bestehendes Zeitglied und die Steuerelektrode eines Transistors (T1) angeschlossen ist, der mit seiner Steuerstrecke parallel zum Zeitglied angeordnet ist und mit seiner einen variablen Widerstand (RT) bildenden Hauptstrecke in Reihe mit einem an dem Signalgeber (G) angeschlossenen Vorwiderstand (R1) liegt, wobei an der mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbundenen Hauptstrecke des Kondensators ein zweiter Kondensator (C2) und der invertierende Eingang eines Komparators (IC2) angeschlossen ist, dessen Ausgang (A) mit seinem nichtinvertierenden Eingang über einen ersten Teilerwiderstand (R8) verbunden ist, der mit einem zweiten Teilerwiderstand (R9) in Reihe liegt und zusammen mit diesem eine fest eingestellte Triggerschwelle bildet.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer festen Vorspannung am Operationsverstärker zwei Widerstände (R2, R3) in Reihe zueinander an eine Betriebsstromquelle angeschlossen und mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (IC2) verbunden sind.