DE2948198C2 - Auswerteschaltung für elektrische Signale - Google Patents

Description

Umdrehung der Kurbelwelle bei hoher Motordrehzahl und somit hoher Fahrgeschwindigkeit weniger Zeit in Anspruch nimmt als bei niedriger Motordrehzahl. Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 wird der Kondensator über einen vom Ausgang des Komparator leitend gesteuerten Transistor aufgeladen, was den Vorteil bietet, daß die zum Aufladen zur Verfügung stehenden Ströme und Spannungen unabhängig von dem jeweils verwendeten Komparator gewählt werden können. Anspruch 7 gibt eine Möglichkeit an, eine Temperaturabhängigkeit dieses soeben genannten Transistors zu kompensieren.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auswerteschaltung in einer einzigen Figur dargestellt

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die beiden Anschlüsse einer Seniorspule 1 eines Streufeldgebers sind über Widerstände 2 bzw..? mit dem invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingang eines Komparator 4 verbunden. Eine zwischen eine positive Spannung Uv und Masse eingeschaltete Serienschaltung von drei Widerständen 5, 6 und 7 bildet einen Spannungsteiler, und die am Verbindungspunkt der Widerstände 5 und 6 herrschende Spannung wird über einen Widerstand 8 dem invertierenden Eingang und die am Verbindungspunkt der Widerstände 6 und 7 herrschende Spannung über einen Widerstand 9 dem nichtinvertierenden Eingang des Komparator 4 zugeführt. Die Widerstände 8 und 9 dienen dazu, die Dämpfung des von der Sensorspule 1 gelieferten Signals durch den Spannungsteiler 5, 6, 7 zu verringern. Am invertierenden Einang des Komparators 4 ist der Kollektor eines pnp-Transistors 10 angeschlossen, dessen Emitter an einer positiven Spannung Vss liegt, am nicht-invertierenden Eingang ist der Kollektor eines npn-Transistors 11 angeschlosst ι, dessen Emitter an Masse liegt Der Ausgang des Komparators 4 ist mit der Basis eines npn-Transistors 12 verbunden, dessen Kollektor an der Spannung Vss liegt und dessen Emitter über einen Widerstand 13 mit dem einen Anschluß eines Kondensators 14 verbunden ist, dessen anderer Anschluß an Masse liegt. De;· Verbindungspunkt des Widerstands 13 mit dem Kondensator 14 ist über einen Schutzwiderstand 15 mit der Basis eines npn-Transistors 16 verbunden, dessen Kollektor an der Spannung Vss liegt und dessen Emitter über gleich groiiü Widerstände 17 und 18 mit der Basis des Transistors 11 bzw. der Basis eines npn-Transistors 19 verbunden ist, dessen Emitter an Masse liegt Der Kollektor des Transistors 19 ist mit einem Anschluß eines Stromspiegels 20 verbunden, der auch mit der Basis des Transistors 10 verbunden ist und dafür sorgt, daß der Strom in den Transistoren 10 und 11 immer gleich groß ist, so daß die durch diese Transistoren 10 und 11 zusammen mit den Widerständen 2 und 3 bewirkte Spannungsteilung der von der Sensorspule 1 gelieferten Signale an den Eingängen des Komparators 4 jeweils gleich groß ist

Der Ausgang des Komparators 4 steuert ein aus zwei NOR-Gliedern 30 und 31 gebildetes Flipflop an, dessen Ausgang 32 einen niedrigen Wert annimmt, wenn das Ausgangssignal des Komparators 4 einen hohen Wert annimmt. Einem zweiten Eingang des Flipflops 30, 31 kann von einem Schaltu.yseingang 33 her ein Rücksetzsignal zugeführt werden. Dieses Rücksetzsignal steuert gleichzeitig einen Transistor 35 leitend, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand 36 mit dem Verbindungspunkt des Widerstands 1* mit dem Kondensator 14 verbunden ist. Solange der Transistor 35 leitend ist, bewirkt er daher eine Entladung des Kondensators 14 entsprechend der von den Werten des Kondensators 14 und des Widerstands 36 abhängigen Zeitkonstante. Der Eingang 33 kann mit

ίο dem Ausgang eines Rechners verbunden sein, der in Abhängigkeit von der Drehzahl desjenigen Teils, das auf die Sensorspule 1 einwirkt, die Kondensatorspannung mehr oder weniger verringert
Durch eine gestrichelte Leitungsverbindung ist angedeutet, daß mit dem Emitter des Transistors 12 ein weiterer Stromspiegel verbunden sein kann, der in der dargestellten Weise Transistoren 40,41 und 42 enthält und der verhindert, daß dann, wenn das Ausgangssignal des Komparators 4 einen niedrigen Wert hat, wodurch der Transistor 12 gesperrt ist, der temperaturabhängige Leckstrom des Transistors 12 den Kondensator 14 trotzdem auflädt Die Transistoren 4Ci..md 41 sind gleich aufgebaut und räumlich dicht benachbart angeordnet, so daß sie stets auf der gleichen Temperatur liegen, und der Transistor 42 ist gleich ausgebildet wie der Transistor 12 und weist ebenfalls die gleiche Temperatur auf. so daß jer Emitterstrom des Transistors 42, nämlich dessen Sperrstrom, hinreichend genau gleich groß ist wie der Sperrstrom des Transistors 12. Dessen Sperrstrom wird daher durch den Transistor 40 abgeleitet und kann nicht in den Kondensator 14 gelangen.

Der Aufbau des Stromspiegels 20 geht aus der Zeichnung hervor, er enthält einen pnp-Transistor 45.

Es wird angenommen, daß die Sensorspule 1 die Verzahnung eines mit der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs verbundenen Zahnrads abtastet, und daß dem Eingang 33 der Schaltungsanordnung pro Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von den Transistor 35-Jeitend steuernden Impulsen zugeführt wird, beispielsweise ein einziger Impuls. Bei sehr kleinen von der Sensorspule 1 gelieferten Signalen, die jedoch ausreichen, den Komparator 4 ansprechen zu lassen, bei denen also die Komparatorschwelle überschritten wird, ist das Ausgangssignal des Komparators 4 Jiur kurzzeitig auf einem hohen Wert und der Transistor 12 ist daher nur kurzzeitig durchgeschaltet, se daß der Kondensator 14 nur wenig aufgeladen wird. Da dieser Kondensator außerdem durch den Transistor 35 periodisch wieder entladen wird, reicht die am Kondensator 14 wirksame Spannung nicht aus, über die Transistoren 16, 19 und den Stromspiegel 20 die Transistoren 10 und 11 aus dem Sperrzustand in einen leitenden Zustand zu bringen. Das Ausgangssignal der Sensorspule 1 wii J daher unverändert dem Komparator 4 zugeführt.

Nimmt die Amplitude der Signale zu, so befindet sich das Ausgangssigna! des Komparators 4 während längerer Zeitabschnitte auf einem hohen Wert und demzufolge wird der Kondensator 14 stärker aufgeladen. Diese höhere Spannung am Kondensator 14 reicht aus, durch die Transistoren IC und 11 einen von der Spannung am Kondensator 14 abhängigen Strom fließen zu lassen und dadurch wird die Amplitude des an den Eingängen des Komparators 4 wirksamen Signals durch Spannungsteilung verringert.

Wenn dafür gesorgt wird, daß die von der Sensorspule 1 zur Schaltungsanordnung führenden Leitungen 50 und 51 etwa vorhandenen Störquellen in der gleichen Weise ausgesetzt sind, beispielsweise dadurch, daß diese

Leitungen SO und 51 miteinander verdrillt sind oder zumindest dicht nebeneinander laufend verlegt sind, so werden sich solche Störungen, beispielsweise durch die Zündanlage hervorgerufene Störungen, an den Eingängen des Komparator 4 gleichphasig auswirken und da- her unterdrückt.

Die Größe des Widerstandes 36 und die Höhe der Ladespannung des Kondensators 14 beeinflussen die Größe des Entladestroms bei leitendem Transistor 35. Soll der Entladestrom unabhängig von der Ladespan- to nung sein, so wird zum Entladen eine Stromquelle vorgesehen.

Die Wirkungsweise der die Transistoren 40, 41, 42 enthaltenden Schaltung und der den Transistor 45 enthaltenden Schaltung ist beschrieben in dem Handbuch »IC Lecture Series« der Firma Interdesign, Seite 57-3/31 und 3/32 bzw. Seite 61-3/45.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Gemäß dem älteren Patent 28 43 981 der Anmelderin Patentansprüche: wurde bei einer derartigen Auswerteschaltung schon vorgeschlagen, zur Regelung der Signalamplituden die

1. Auswerteschaltung für elektrische Signale, die Signale dem nicht-invertierenden Eingang eines Operain Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle, ins- 5 tionsverstärkers zuzuführen, dessen Ausgang einerseits besondere der Kurbelwelle einer 3rennkraftmaschi- mit einem Anschluß eines Kondensators, dessen andene. von einem induktiven Streufeldgeber geliefert rer Anschluß auf Masse liegt, gekoppelt ist, und andewerden, und eine mit der Drehzahl steigende Ampli- rerseits mit der Steuerelektrode eines als steuerbarer tude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, Widerstand verwendeten Transistors gekoppelt ist, wodaß zum Regeln der Signalamplituden zwei gegen- io bei dieser steuerbare Widerstand gemeinsam mit einem phasige Ausgänge des Sireufeldgebers mit dem in- in Serie zum Streufeldgeber liegenden Widerstand eivertierenden und dem nicht-invertierenden Eingang nen Spannungsteiler bildet, dessen Abgriff mit dem Sieines Komparators (4) gekoppelt sind, daß jeder Ein- gnaleingang des Komperators verbunden ist. Der invergang des Komparators über je einen steuerbaren tierende Eingang des Komparators liegt bei diesem Widerstand (Transistoren 10, 11) mit Schaltungs- i£ Vorschlag an einer festen Vergleichsspannung,
punkten konstanten Potentials verbunden ist, daß

ein in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Vorteile der Erfindung
Komparators aufladbarer Kondensator (14) vorgesehen ist, und daß der Widerstandswert der Steuer- Die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen baren Widerstände (10, 11) durch eine Steuervor- 20 des Hauptanspruchs bewirkt eine um so stärkere Spanrichtung beiwachsender Kondensatorspannung ver- nungsteiiung und dadurch Verminderung der an den ringen ist, derart, daß durch Zusammenwirken mit Eingängen des Komparator wirksamen Signalspaneinem in Serie zum Streufeldgeber wirksamen Wi- nungen, je höher die Ladespannung des Kondensators derstand (2,3) die an den Eingängen des Kompara- ist Dadurch wird es ermöglicht, auch bei sich stark äntors wirksame Spannung durch Spannungsteilung 25 demden Signalamplituden innerhalb des Regelbereichs verringert wird. der Anordnung an den Eingängen des Komparators ei-

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ne annähernd konstante Signalamplitude zu erhalten, zeichnet, daß die steuerbaren Widerstände durch Weiter ist von Vorteil, und dies stellt auch eine Verbes-Transistoren (10,11) gebildet sind. serung des obengenannten älteren Vorschlags dar, daß

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 30 die Empfindlichkeit der Anordnung gegenüber Störimzeichnet, daß die steuerbaren Widerstände durch pulsen verringert ist, weil beispielsweise durch Zündimkomplemenüre Transistoren (10, 11) gebildet sind, pulse den beiden Signalen, die dem Komparator zuge- und daß die Steuerelektrode des einen Transistors führt werden, überlagerte Störimpulse gleichphasig sind (11) mit dem Kondensator (14) und die Steuerelek- und daher die Schaltungsanordnung, die nur auf gegentrode des anderen Transisr.o-s (10) über einen 35 phasige Signale anspricht, nicht beeinflussen.
Stromspiegel (20) mit dem Kondensator gekoppelt In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbil-■st. düngen und Ausgestaltungen der im Anspruch 1 be-

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- schriebenen Erfindung gekennzeichnet So können gekennzeichnet, daß den Eingängen des Komparators maß Anspruch 2 in vorteilhafter Weise Transistoren als (4) eine Gleichspannung zugeführt ist 40 veränderbare Widerstände verwendet sein, und bei der

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden An- Ausführungsform nach Anspruch 3 ergibt sich eine einsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum fach zu verwirklichende Ansteuerung des anderen Tran-Kondensator (14) ein durch einen steuerbaren Scha?- sistors. Die Ausführungsform nach Anspruch 4 sorgt eiter (35) einschaltbarer Entladewiderstand (36) vor- nerseits dafür, daß die als veränderbare Widerstände gesehen ist. 45 verwendeten Transistoren einwandfrei arbeiten kön-

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, nen, andererseits kann durch geeignete Wahl der den dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Konden- beiden Eingängen des Komparators zugeführten sator (14) eine entladbare Stromquelle zum Entladen Gleichspannungen die Komparatorschwelle für sehr angeschlossen ist. kleine Signale, wenn also die Transistoren gesperrt sind,

7. Schaltung nach einem der vorhergehenden An- 50 geeignet gewählt werden. Bei der Ausführungsform sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Konden- nach Anspruch 5 erfolgt die Entladung des Kondensasator (14) über einen vom Auügangssignal des Korn- tors nicht durch einen ständig zum Kondensator parallel parators (4) steuerbaren Schalter (12) aufladbar ist. legenden Widerstand, sondern der Widerstand liegt in

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Serie mit einem steuerbaren Schalter, der durch einen zeichnet, daß zur Kompensation eines temperatur- 55 Transistor gebildet sein kann, und hierdurch ist es mögabhängigen Sperrstroms des als Transistor (12) aus- lieh, die Entladung des Kondensators und somit die Zeitgebildeten steuerbaren Schalters ein weiterer konstante dadurch zu beeinflussen, daß von außen her, Stromspiegel (40,41,42) vorgesehen ist beispielsweise durch einen im Kraftfahrzeug vorhande-

nen Rechner, der steuerbare Schalter leitend gesteuert

60 wird und dadurch der Kondensator im gewünschten

Maß entladen wird. Dies bietet auch die Möglichkeit, diese Entladung des Kondensators in Abhängigkeit vom

Die Erfindung betrifft eine Auswerteschaltung für Fahrzustand vorzunehmen, beispielsweise bei einer ho-

elektrische Signale gemäß der Gattung des Hauptan- hen Fahrgeschwindigkeit bei der die vom Streufeldge-

spruchs. Die von einem induktiven Streufeldgeber gelie- 65 ber gelieferten Signale daher eine große Spannung auf-

ferten Signale können je nach deir Änderungsgeschwin- weisen, den Kondensator während eines Umlaufs der

digkeit des magnetischen Flusses von Null bis zu einigen Kurbelwelle stärker zu entladen als bei niedriger Fahr-

Hundert Volt reichen. geschwindigkeit, und dies trotz der Tatsache, daß eine