DE3518448A1

DE3518448A1 - Vorrichtung zur ermittlung einer spannungsschwankung

Info

Publication number: DE3518448A1
Application number: DE19853518448
Authority: DE
Inventors: Eiji Wako Saitama Murao
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1986-11-27
Also published as: US4795971A; FR2582406B1; JPS60112314A; GB2175474A; GB8512726D0; JPH0578969B2; FR2582406A1; GB2175474B

Description

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Vorrichtung zur Ermittlung einer Spannungsschwankung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung, durch die der Zu-

stand der Vergrößerung oder Verkleinerung eines Gleichspannungssignales ermittelbar ist.

Bisher war es zur Ermittlung einer Schwankung eines Gleichspannungssignales erforderlich, zuerst einen Spannungswert zu messen und dann die Schwankung des gemessenen Spannungswertes zu ermitteln. Dies bedeutete, daß ein komplizierter Kreisaufbau zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung erforderlich war. In einigen Systemen ist die Messung des Spannungswertes als ein Mittel zur Steuerung des Systemes nicht immer erforderlich und es reicht aus zu ermitteln, ob der Zustand der Schwankung der Eingangsspannung größer oder kleiner wird.

Im Hinblick auf das Obengesagte besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und durch die leicht ermittelbar ist, ob der Zustand der Spannungsschwankung ein zunehmender oder abnehmender Vorgang ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung, die einen ersten Verstärker zum Verstärken eines Eingangsspannungssignales,

einen zweiten Verstärker zum Verstärken derselben Eingangs-5

spannung mit einer festen Verzögerungszeit in Bezug auf den ersten Verstärker, wobei der erste und der zweite Verstärker dieselbe Verstärkung aufweisen, und einen Spannungsvergleicher zum Vergleichen der jeweiligen verstärkten Ausgangsspannungen aufweist. Dadurch wird ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel zu der Zeit der Zunahme oder Abnahme des Eingangsspannungssignales erzeugt.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Spannungsschwankung ;

^O Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Beziehung zwischen Signalen an verschiedenen Stellen der Ausführungsform vier Figur 1 zeigt;

Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Aus- ^ ' führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Beziehung von Signalen an verschiedenen Stellen der Ausgangsform der Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 ein Schaltbild, das ein Beispiel

eines ausführlichen Kreises der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt; und

Fig. 6 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine tatsächliche Anwendung

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der erfindungsgemäßen Vor

richtung zur Ermittlung einer Spannungsschwankung zeigt.

im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren ausführlich erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Spannungsschwankung, die zur Ermittlung des Zustandes der Zunahme eines Gleichspannungssignales angewendet wird. Die in der Fig. dargestellte Vorrichtung besteht aus einem ersten Verstärker 1 zum Verstärken eines Eingangsgleichspannungssignales Vo, einem zweiten Verstärker 2 zum Verstärken desselben Eingangsgleichspannungssignales Vo mit einer festen Zeitverzögerung in Bezug darauf und einem Spannungsvergleicher 3 zum Vergleichen der verstärkten Ausgangsspannung V1 und V2. Die Verstärker 1 und 2 weisen dieselbe Verstärkung auf. An den Vergleicher wird eine Offset-Spannung angelegt, die so eingestellt ist, daß sie ein Ausgangssignal mit einem niedrigen Pegel erzeugt, wenn V1^V2 ist,und ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel erzeugt, wenn V1 ^ V2 gilt. Das Bezugszeichen OS bezeichnet das an den Spannungsvergleicher 3 angelegt Offset-Signal.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird die Ausgangsspannung V1 des Verstärkers 1 ein Signal, das sich in einer synchronen Beziehung mit dem Eingangsspannungssignal Vo ändert (siehe Fig. 2b), wenn sich das Eingangsspannungssignal Vo ändert (siehe Fig. 2a). Die Ausgangsspannung V2 des Verstärkers 2 wird ein Signal, das seine Zunahme oder Abnahme mit einer Verzögerungszeit Td in Bezug auf das Eingangsspannungssignal Vo vervollständigt bzw. weiterführt, wie dies in der Figur 2c dargestellt ist. Während der Periode T1, in der das Eingangsspannungssignal

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Vokeine Änderung bewirkt,werden die Ausgangsspannungen V1 und V2 der Verstärker 1 und 2 einander gleich, so daß das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 ein Signal mit einem niedrigen Pegel wird. Während der Periode 12, in der das Eingangsspannungssignal Vo größer wird, vergrößert sich die Ausgangsspannung V1 des Verstärkers 1 synchron mit dem Eingangsspannungssignal Vo, während die Ausgangsspannung V2 des Verstärkers 2 sich mit einer festen Verzögerungszeit in Bezug darauf vergrößert. Während der Periode T2 wird daher die Beziehung V1 P* V2 in einer konstanten Weise aufrechterhalten, so daß das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 ein Signal mit einem hohen Pegel wird. Während der Periode T3, in der das Eingangs spannungs signal Vo konstant gehalten wird, ohne daß irgendeine Änderung bewirkt wird, wird das Ausgangssignal V1 des Verstärkers 1 synchron zum Eingangsspannungssignal gehalten, so daß es in einem konstanten Zustand gehalten wird. Währenddes Beginns der Periode Td befindet sich die Ausgangsspannung V2 des Verstärkers 2 infolge der Verzögerungsoperation noch in dem Zustand, in dem sie größer wird, so daß während dieses Beginns der Periode Td V1^ V2 gilt. Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 wird daher ein Signal mit einem hohen Pegel. Nach dem Ablauf der Periode Td wird die Ausgangsspannung V2 des Verstärkers 2 konstant, so daß V1SV2 gilt. Folglich wird das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 ein Signal mit einem niedrigen Pegel. Während der Periode T4, in der das Eingangsspannungssignal Vo kleiner wird, wird die Ausgangsspannung V1 des Verstärkers 1 in einer synchronen Beziehung zum Eingangsspannungssignal Vo kleiner, während die Ausgangsspannung V2 des Verstärkers 2 in Bezug auf V1 mit einer festen Zeitverzögerung kleiner wird. Die Beziehung V1 <C V2 wird daher während dieser Pierode T4 konstant gehalten, so daß das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers ein Signal mit einem niedrigen Pegel wird. Während der Periode T5,in der das Eingangsspannungssignal

Vo konstant gehalten wird, befindet sich die Ausgangsspannung V2 am Anfang der Periode Td infolge der Verzögerungsoperation noch in dem Zustand, in dem sie kleiner wird, so daß während des Beginns der Periode Td V1< V2 gilt. Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 wird daher ein Signal mit einem niedrigen Pegel. Nach dem Ablauf der Periode Td gilt V1r:V2, so daß das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 auf dem niedrigen Pegel gehalten wird. Der Spannungsvergleicher 3 erzeugt daher ein zweiwertiges Ausgangssignal C, das sich in Übereinstimmung mit der Schwankung des Eingangsspannungsignales Vo ändert, wie dies in der Figur 2d dargestellt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung ermöglicht es daher, den Zustand der Schwankung des Eingangsspannungssignales Vo, in dem eine Vergrößerung erfolgt, dadurch zu ermitteln, daß der Zustand ermittelt wird, in dem das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 3 sich auf einem hohen Pegel befindet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es außerdem, daß die Ermittlung dadurch mit einer höheren Empfindlichkeit ausgeführt werden kann, daß die invertierte Differenzsspannung des Spannungsvergleichers 3 auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird. Die Erfindung ermöglicht es auch, daß die feine Änderung oder die Änderung mit der langen Periode des Eingangsspannungssignals Vo durch Einstellen der Verzögerungszeit Td auf einen optimalen Wert eliminiert werden kann.

Die Figur 5 zeigt ein Beispiel des ausführlichen Aufbaues, in dem jeder Bereich der Verstärker 1 und 2 aus einem Operationsverstärkerkreis besteht. Der Operationsverstärker 0P2 enthält ein Verzögerungselement C , das parallel zum Rückkopplungswiderstand geschaltet ist. Bei diesem Kreisaufbau kann eine Offset-Spannung des Spannungsvergleichers 3 durch geeignete Auswahl der Offset-Spannungen

* der entsprechenden Operationsverstärker OP1 und 0P2 entfallen.

Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung, die zur Ermittlung des Zustandes der Abnahme eines Gleichspannungssignales verwendet wird. In diesem Fall ist der Spannungsvergleicher 3¹¹SO angeordnet, daß er eine entgegengesetzte Polarität zu derjenigen des in der

!O Figur 1 dargestellten Falles aufweist. Im Falle der Fig. erzeugt der Spannungsvergleicher 3' ein Signal mit dem niedrigen Pegel, wenn Vl ^>V2 ist, während er ein Signal mit einem hohen Pegel erzeugt, wenn V1<^V2 gilt. Dies hat zur Folge, daß der Spannungsvergleicher 3' ein Ausgangssignal C erzeugt, das nur während der Abnahmeperiode T4 der Schwankung des Eingangsspannungssignales Vo und der folgenden Periode Td, die sich in die nächste Periode T5 in Übereinstimmung mit der Verzögerung des Verstärkers 2 erstreckt, einen hohen Pegel aufweist. Es ist daher möglieh, den Abnahme zustand der Schwankung des Eingangsspannungs signales durch überwachen des Ausgangssignales des Spannungsvergleichers 3¹ zu ermitteln.

Die Figur 6 zeigt ein Beispiel des Aufbaues des Systems, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung beispielsweise im Zusammenhang mit einem System zur Ermittlung eines Objektes, wie beispielsweise eines Hindernisses, während der Fahrt eines Automobils angewendet wird. Wie dies in der Figur 6 dargestellt ist, weist die Vorrichtung einen Oszillator 4 zur Erzeugung eines festen Frequenzsignales, ein Netzwerk 5, das aus einem Widerstandteilerkreis besteht, der an der Ausgangsseite des Oszillators 4 angeordnet ist, einen Sensor S, der aus einer Elektrodenplatte besteht, die mit dem Teilerpunkt des Netzwerkes 5 verbunden ist, ein Bandpaßfilter und einen Verstärker 6 zum Ausfiltern des

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Rauschens einer Verstärkung der durch das Netzwerk 5 erzeugten hochfrequenten Ausgangsspannung, einen Detektor zur Ermittlung des verstärkten Ausgangssignales und einen Kreis 8 zur Ermittlung einer SpannungsSchwankung auf, durch den die Annäherung eines Objektes an den Sensor S dadurch ermittelt wird, daß der Zustand der Abnahme des ermittelten Spannungssignales ermittelt wird und daß ein Alarmsignal an einen Treiber 9 eines Alarmgebers 10 angelegt wird, wenn das ermittelte Spannungssignal über einen vorbestimmten Pegel hinaus abnimmt.

Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau wird die floatende Kapazität Cd zwischen einem Objekt 0 und dem Sensor S vergrößert, wenn sich das Objekt 0 dem Sensor S annähert, so daß das Ausgangsfrequenzsignal des Netzwerkes 5 geschwächt bzw. gedämpft wird.Der Abnahmezustand der AusgangsSpannung des Detektors 7,der von der Dämpfung des Ausgangsfrequenzsignales abhängt, wird durch den Kreis 8 zur Ermittlung der SpannungsSchwankung erfaßt.

Wenn dies nötig ist, wird der Alarmgeber 10 dadurch erregt, so daß er eine Warnung vor dem Zustand des sich annähernden Objektes bewirkt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Erfassung einer Spannungsschwankung, die einfacher aufgebaut ist, und die eine leichte Erkennung dahingehend ermöglicht, ob die Schwankung eines Gleichspannungssignales bei der Zunahme oder Abnahme bzw. im Zunahme-oder Abnahmevorgang erfolgt. 30

Claims

Patentanspruch

Vorrichtung zur Ermittlung einer Spannungsschwankung, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Verstärker (1) ein Eingangssspannungssignal (VO) verstärkt, daß ein zweiter Verstärker (2) dasselbe Eingangsspannungssignal (VO) mit einer festen Zeitverzögerung in Bezug auf den ersten Verstärker (1) verstärkt, daß der erste und der zweite Verstärker (1, 2) dieselbe Verstärkung aufweisen, und daß ein Spannungsvergleicher(3) die entsprechenden, verstärkten Ausgangsspannungen (V1,V2) vergleicht,um ein Ausgangssignal (C) mit einem hohen Pegel zur Zeit der Zunahme oder Abnahme des Exngangsspannungssignales (Vo) zu erzeugen.