FR3017717A1

FR3017717A1 - ENVIRONMENTAL SENSOR DEVICE WITH DYNAMIC ADAPTATION

Info

Publication number: FR3017717A1
Application number: FR1551110A
Authority: FR
Inventors: Matthias Karl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-08-21
Also published as: GB2523261A; DE102014202869A1; GB201502625D0; GB2523261B

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de cap- teur d'environnement comportant un transducteur de signal, un che- min de réception relié directement au transducteur de signal pour transmettre les signaux reçus par le transducteur de signal à une unité d'exploitation et un transformateur. De tels dispositifs de capteur d'environnement servent par exemple à la télémétrie pour la mesure de distance dans des véhi- cules. L'invention s'applique notamment à des perfectionnements rela- tifs à la préparation de signaux de transducteur correspondant à des plages dynamiques différentes. Etat de la technique Pour la détection acoustique de l'environnement on uti- lise des transducteurs électroacoustiques (par exemple des transduc- teurs à ultrasons). Souvent on utilise de tels transducteurs à la fois pour émettre des signaux de mesure acoustique et pour recevoir des signaux de mesures acoustiques réfléchies. A cause de la résistance interne élevée des transducteurs utilisés pour l'émission des signaux de mesure, acoustiques on utilise habituellement un transformateur pour passer de la tension d'alimentation disponible (par exemple celle du ré- seau embarqué du véhicule) qui est de manière caractéristique comprise entre 8 V et 24 V, à une amplitude supérieure à 100 V pour le signal d'émission électrique. La figure 1 montre un tel montage d'un dispositif 1.Field of the Invention The present invention relates to an environmental sensor device having a signal transducer, a reception path connected directly to the signal transducer for transmitting the signals received by the signal transducer to a signal transducer. operating unit and a transformer. Such environmental sensor devices are used, for example, for telemetry for distance measurement in vehicles. The invention applies in particular to improvements relating to the preparation of transducer signals corresponding to different dynamic ranges. STATE OF THE ART For the acoustic detection of the environment, electroacoustic transducers (for example ultrasonic transducers) are used. Often such transducers are used both to transmit acoustic measurement signals and to receive reflected acoustic measurement signals. Due to the high internal resistance of the transducers used for the transmission of the acoustic measuring signals, a transformer is usually used to switch the available supply voltage (for example that of the on-board vehicle network) which is characteristic between 8 V and 24 V at an amplitude greater than 100 V for the electrical emission signal. FIG. 1 shows such an assembly of a device 1.

L'étage de puissance d'émission 3 applique un courant alternatif fort par au moins une bobine L1 du transformateur 5. La bobine L2 du côté opposé du transformateur 5 comporte plus de spires, c'est pourquoi le signal de tension alternative ainsi appliqué arrive avec un niveau de tension plus élevé à l'entrée du transducteur électroacoustique 2. Celui- ci rayonne sous l'effet du signal acoustique vers l'environnement. Les signaux acoustiques qui sont par exemple les échos provenant des si- gnaux de mesure acoustique émis et/ou qui proviennent des émissions d'autres sources de signaux acoustiques arrivent sur le transducteur électroacoustique 2 et génèrent habituellement un signal de réception ayant une amplitude inférieure d'un ordre de grandeur à celle du signal d'émission. Ce signal de réception est amplifié par la ligne de composants Cl, R1, R2 ainsi que par l'amplificateur opérationnel du chemin de réception 4 pour être fournis à une unité d'exploitation 6 en aval. Les composants de la plage représentée à droite du trait interrompu verti- cal, sont choisis de préférence pour des raisons de coût, pour être re- groupés dans le circuit intégré relié par plus de trois à quatre broches P (représentées par des ronds) ou composants représentés à droite de la ligne en traits interrompus. La figure 1 montre ainsi seulement la fonction des com- posants principaux. Il est connu que le circuit intégré (circuit IC) est également relié à la masse du système et à la tension d'alimentation et la masse du système et cette tension d'alimentation correspondent habituellement à un court-circuit pour les signaux de tension alternative telle que dans les dispositifs selon l'état de la technique. Le transduc- teur électroacoustique 2 reçoit des échos combinés au début du cycle d'écho avec les signaux de fin d'oscillation du transducteur électroacoustique 2. Pendant les signaux de fin d'oscillation du transducteur qui peuvent avoir des niveaux de tension de 100V et plus, l'intensité du signal à l'extrémité d'un cycle d'écho est comprise dans une plage d'environ 1V. L'exploitation des deux signaux est compliquée car en plus des capteurs d'environnement utilisant les signaux d'écho on a également les signaux de fin d'excitation pour vérifier le fonctionnement du transducteur qui contiennent des informations caractéristiques. Du fait de l'augmentation croissante de l'intégration de capteurs acous- tiques dans les fonctions de systèmes concernant la sécurité, il est de plus en plus important de reconnaître et d'exploiter les dégradations de capteurs concernant la sécurité et les défaillances de capteurs en procédant à l'analyse du signal de fin d'excitation que l'on doit exploiter. Le document DE 10 2009 027 842 décrit la détection de la dégradation d'un transducteur liée à la saleté ou à d'autres couches de recouvrement en utilisant le signal de fin d'exploitation. Pour cela on détermine une information d'impulsion dans la fréquence momentanée et dans la dispersion pour exploiter cette information. Le principe de base de la détection acoustique de l'environnement consiste à tirer des conclusions de la variation de fréquence, de phases, d'amplitude des signaux sur la présence d'objets réfléchissants pour en tirer les conséquences. Le document DE 101 36 628 Al décrit un procédé ainsi qu'un dispositif de gestion d'un transducteur à ultrasons, qui génère un signal d'émission à l'aide d'un transformateur à partir d'une tension d'alimentation plus basse, le secondaire du transformateur étant découplé du circuit de réception du transducteur à ultrasons. Pour le découplage on utilise une paire de diodes à montage antiparallèle. Le document DE 25 51 979 décrit un émetteur-récepteur à ultrasons avec un circuit comportant un transformateur dont le pri- maire est branché en parallèle sur l'émetteur-récepteur à ultrasons du générateur à ultrasons, des diodes étant reliées à chaque extrémité du secondaire. Le signal réfléchi traverse les diodes ouvertes et arrive au secondaire du transformateur relié à un amplificateur. Pendant l'opération d'émission l'amplificateur est protégé par les diodes et par un signal de commande. Le document DE 198 36 997 A 1 décrit un circuit récep- teur dont le but est d'éviter des composants coûteux, comme par exemple des lignes de commande particulières ou des transformateurs avec plusieurs bobines et des prises. But de l'invention La présente invention a pour but de permettre l'analyse d'un système du type défini ci-dessus quant à son comportement d'amortissement avec une mise en oeuvre de circuit aussi réduite que possible. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de capteur d'environnement comprenant un transducteur de signal, un chemin de réception relié directement au transducteur de signal pour transmettre les signaux reçus par le transducteur de signal à une unité d'exploitation et un transformateur. En d'autres termes, le problème est résolu selon l'invention par un dispositif de détecteur d'environnement comportant un transducteur de signal, par exemple un transducteur électroacous- tique et de préférence un transducteur à ultrasons. Le transducteur de signal est relié à un chemin de réception pour transmettre les signaux reçus par le transducteur à une unité d'exploitation. Le chemin de réception amplifie le signal du transducteur. En particulier, l'amplification se fait en fonction de la puissance du signal et/ou du temps de par- court pour alimenter l'unité d'exploitation toujours à un niveau de si- gnal approprié. De plus, le dispositif comporte un transformateur pour au moins dans une première plage de temps, transformer les signaux du transducteur (signaux de fin d'amortissement et/ou signaux reçus) et les fournir avec un premier niveau de tension à l'unité d'exploitation.The transmit power stage 3 applies a strong alternating current by at least one coil L1 of the transformer 5. The coil L2 on the opposite side of the transformer 5 has more turns, which is why the alternating voltage signal thus applied arrives with a higher voltage level at the input of the electroacoustic transducer 2. The latter radiates under the effect of the acoustic signal to the environment. Acoustic signals which are, for example, echoes from the acoustic measurement signals emitted and / or which originate from the emissions of other sources of acoustic signals arrive at the electroacoustic transducer 2 and usually generate a reception signal having a lower amplitude. an order of magnitude to that of the transmission signal. This reception signal is amplified by the line of components C1, R1, R2 as well as by the operational amplifier of the reception path 4 to be supplied to a downstream operating unit 6. The components of the range shown to the right of the vertical broken line are preferably chosen for cost reasons, to be grouped in the integrated circuit connected by more than three to four pins P (represented by circles) or components shown to the right of the dashed line. Figure 1 thus shows only the function of the main components. It is known that the integrated circuit (IC circuit) is also connected to the system ground and the supply voltage and system ground and this supply voltage usually correspond to a short circuit for AC voltage signals as in devices according to the state of the art. The electroacoustic transducer 2 receives combined echoes at the beginning of the echo cycle with the end-of-oscillation signals of the electroacoustic transducer 2. During the end of oscillation signals of the transducer which may have voltage levels of 100V and furthermore, the signal intensity at the end of an echo cycle is in a range of about 1V. The operation of the two signals is complicated because in addition to the environmental sensors using the echo signals there are also the end of excitation signals for verifying the operation of the transducer which contain characteristic information. Due to the increasing increase in the integration of acoustic sensors into the safety-related system functions, it is increasingly important to recognize and exploit sensor degradations related to sensor safety and failure. by analyzing the end of excitation signal that must be used. DE 10 2009 027 842 describes the detection of degradation of a transducer related to dirt or other overlay layers using the end of operation signal. For this purpose pulse information is determined in the momentary frequency and in the dispersion to exploit this information. The basic principle of acoustic detection of the environment is to draw conclusions from the variation of frequency, phase, amplitude of the signals on the presence of reflective objects to draw the consequences. DE 101 36 628 A1 describes a method and a device for managing an ultrasonic transducer, which generates a transmission signal using a transformer from a lower supply voltage. , the secondary of the transformer being decoupled from the receiving circuit of the ultrasonic transducer. For decoupling a pair of antiparallel mounting diodes is used. DE 25 51 979 discloses an ultrasonic transceiver with a circuit having a transformer whose primary is connected in parallel to the ultrasonic transceiver of the ultrasonic generator, diodes being connected to each end of the secondary . The reflected signal passes through the open diodes and arrives at the secondary of the transformer connected to an amplifier. During the transmission operation the amplifier is protected by the diodes and by a control signal. DE 198 36 997 A1 describes a receiver circuit whose purpose is to avoid expensive components, such as, for example, particular control lines or transformers with several coils and sockets. OBJECT OF THE INVENTION The present invention aims to allow the analysis of a system of the type defined above as to its damping behavior with a circuit implementation as small as possible. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the subject of the present invention is an environmental sensor device comprising a signal transducer, a reception path connected directly to the signal transducer for transmitting the signals received by the signal transducer. to a business unit and a processor. In other words, the problem is solved according to the invention by an environmental detector device comprising a signal transducer, for example an electroacoustic transducer and preferably an ultrasonic transducer. The signal transducer is connected to a receive path for transmitting the signals received by the transducer to an operating unit. The receive path amplifies the transducer signal. In particular, the amplification is based on the power of the signal and / or the period of time to supply the operating unit always at an appropriate signal level. In addition, the device comprises a transformer for at least a first time range, transforming the transducer signals (damping end signals and / or received signals) and supplying them with a first voltage level to the d-unit. exploitation.

Le transformateur peut faire partie du chemin d'émission du dispositif. Dans une seconde plage de temps, le dispositif fournit les signaux du transducteur de signal avec un second niveau de tension à l'unité d'exploitation. Le transformateur est pour cela adapté aux comportements de transduction ou est contourné complètement. Le transducteur est utilisé pour adapter des niveaux de tension très différents à la dy- namique de l'entrée de l'unité d'exploitation. Ainsi, à l'aide de la même unité d'exploitation on peut à la fois analyser le signal d'amortissement pour vérifier le fonctionnement du transducteur et aussi analyser les échos reçus pour détecter des objets dans l'environnement. Cette solu- tion a l'avantage que l'unité d'exploitation elle-même peut avoir une faible plage dynamique au niveau de ses entrées, ce qui permet l'utilisation de circuits économiques. Le dispositif fournit un signal électrique appliqué au premier côté du transformateur par le chemin d'émission (comprenant par exemple un amplificateur d'émission) vers le second côté du trans- formateur (côté opposé) pour l'appliquer au transducteur de signal. En d'autres termes, le transformateur est utilisé à l'émission pour augmenter la tension de sortie de l'amplificateur d'émission et appliquer le signal au transducteur.The transformer may be part of the transmission path of the device. In a second time period, the device provides the signals of the signal transducer with a second voltage level to the operating unit. The transformer is suitable for transduction behavior or is completely bypassed. The transducer is used to adapt very different voltage levels to the dynamics of the input of the operating unit. Thus, using the same operating unit one can both analyze the damping signal to verify the operation of the transducer and also analyze the echoes received to detect objects in the environment. This solution has the advantage that the operating unit itself can have a low dynamic range at its inputs, which allows the use of economical circuits. The device provides an electrical signal applied to the first side of the transformer by the transmit path (including, for example, a transmit amplifier) to the second side of the transformer (opposite side) for application to the signal transducer. In other words, the transformer is used on transmission to increase the output voltage of the transmit amplifier and apply the signal to the transducer.

Selon l'invention, on utilise le même transformateur pour transformer les signaux du transducteur et les mettre à un niveau de tension plus bas et les évaluer à l'aide de l'unité d'exploitation. Cela réduit l'importance du circuit pour la réalisation de l'invention. De façon préférentielle, le dispositif mesure l'intensité et/ou la tension, notamment la phase entre l'intensité et la tension. Les grandeurs ci-dessus peuvent provenir du transducteur de signal à travers le transformateur pour être mis à un niveau de tension approprié pour l'exploitation du signal. Pour cela, les signaux sont appliqués à l'unité d'exploitation à travers le transformateur. En particulier, on me- sure l'intensité par une résistance-shunt du côté basse tension du transformateur. Ce shunt fait par exemple partie du circuit de courant d'émission qui comprend l'inductance du transformateur avec un nombre de spires plus réduit et un étage de puissance d'émission. En d'autres termes, le circuit d'émission comprend les deux bornes « plus » et « masse », l'inductance du transformateur avec le nombre réduit de spires et un transistor représentant l'étage de puissance d'émission, le courant principal passant de façon connue du collecteur à l'émetteur. En plus, la résistance shunt peut être reliée à la masse électrique pour mesurer l'intensité. Cela permet d'adapter les niveaux de tension élevée pendant l'excitation et pendant l'amortissement de la membrane du transducteur ainsi que les échos reçus, en fonction de l'unité d'exploitation en aval. De façon préférentielle, le dispositif comporte un circuit permettant de sélectionner le signal de sortie du transducteur, fourni par le transformateur et/ ou de transformer le signal de sortie du che- min de réception ou de l'amplificateur de réception et l'appliquer à l'unité d'exploitation. On peut également faire une sélection participative des deux signaux en ce que le circuit applique les signaux ci-dessus de manière décalée dans le temps à l'unité d'exploitation ou transmet simultanément avec une adaptation éventuelle de leur niveau. Cette so- lution a l'avantage de ne fournir chaque fois que le niveau de signal approprié dépendant de l'état de fonctionnement actuel de l'unité d'exploitation. Selon l'invention, le circuit peut transformer non pas le signal de sortie provenant du transformateur mais le signal de sortie du chemin de réception en réponse à - un instant prédéfini dans le cycle d'émission, et/ou - un dépassement vers le bas d'un niveau de signal prédéfini. Le circuit peut être sollicité en fonction d'un instant pré- défini dans le cycle d'émission et/ ou en fonction du dépassement vers le bas d'un niveau de signal prédéfini. Les conditions évoquées ci-dessus peuvent ainsi être considérées comme un seuil prédéfini et être appliquées. Ces conditions constituent une possibilité appropriée pour préparer le niveau appliqué au transducteur de signal pour l'exploitation.According to the invention, the same transformer is used to transform the transducer signals and put them at a lower voltage level and evaluate them using the operating unit. This reduces the importance of the circuit for carrying out the invention. Preferably, the device measures the intensity and / or the voltage, in particular the phase between the intensity and the voltage. The above magnitudes can come from the signal transducer through the transformer to be set to a voltage level suitable for signal operation. For this, the signals are applied to the operating unit through the transformer. In particular, the intensity is measured by a shunt resistor on the low voltage side of the transformer. This shunt is for example part of the emission current circuit which comprises the inductor of the transformer with a smaller number of turns and a transmission power stage. In other words, the transmission circuit comprises the two "plus" and "ground" terminals, the transformer inductance with the reduced number of turns and a transistor representing the transmit power stage, the main current. passing in known manner from the collector to the transmitter. In addition, the shunt resistor can be connected to the electrical ground to measure the intensity. This makes it possible to adapt the high voltage levels during excitation and during damping of the transducer membrane as well as the echoes received, depending on the downstream unit of operation. Preferably, the device comprises a circuit for selecting the output signal of the transducer supplied by the transformer and / or for transforming the output signal of the reception path or receiver amplifier and applying it to the operating unit. It is also possible to make a participative selection of the two signals in that the circuit applies the above signals in a time-shifted manner to the operating unit or transmits simultaneously with a possible adaptation of their level. This solution has the advantage of providing each time only the appropriate signal level depending on the current operating state of the operating unit. According to the invention, the circuit can transform not the output signal from the transformer but the output signal of the reception path in response to - a predefined time in the transmission cycle, and / or - an overrun a predefined signal level. The circuit can be biased according to a pre-defined time in the transmission cycle and / or depending on the downward movement of a predefined signal level. The conditions mentioned above can thus be considered as a predefined threshold and applied. These conditions provide an appropriate opportunity to prepare the level applied to the signal transducer for operation.

De façon préférentielle, un dipôle non linéaire est prévu entre le transformateur et le transducteur de signal. Le dipôle comporte par exemple deux diodes branchées selon un montage antiparallèle et qui est d'un côté relié à l'inductance du transformateur correspondant au nombre de spires le plus grand et de l'autre côté à la masse élec- trique. Pour des niveaux de signal élevé, comme par exemple à l'émission ou pendant le début de la phase d'amortissement, le dipôle non linéaire est conducteur de sorte que l'émission se fait pratiquement sans être gênée. Pour l'exploitation, on fournit les signaux prévus avec un niveau élevé par l'intermédiaire du transformateur à l'unité d'exploitation alors que pour un niveau de signal en-dessous de la ten- sion de blocage du dipôle non linéaire, on alimente l'unité d'exploitation uniquement par le chemin de réception. Cela constitue une possibilité simple du point de vue du circuit, économique et sûre pour commander l'application du signal en fonction du niveau.Preferably, a nonlinear dipole is provided between the transformer and the signal transducer. The dipole comprises for example two diodes connected in an antiparallel arrangement and which is connected on one side to the inductor of the transformer corresponding to the largest number of turns and on the other side to the electrical ground. For high signal levels, such as at the emission or during the beginning of the damping phase, the nonlinear dipole is conductive so that the emission is practically unhindered. For operation, the signals provided with a high level are supplied via the transformer to the operating unit, whereas for a signal level below the nonlinear dipole clamping voltage, powers the operating unit only through the receive path. This is a simple circuit-wise, economical and safe possibility for controlling the application of the signal depending on the level.

Suivant une autre caractéristique, le dispositif comporte un additionneur qui fournit le signal de sortie du chemin de réception et un signal de transducteur transformé par le transformateur à l'unité d'exploitation, ce qui évite une commutation dépendant du niveau. Si le dispositif comporte un amplificateur d'émission, sa sortie est reliée à l'inductance du transformateur qui présente le nombre de spires faible. Cela permet d'obtenir un signal d'émission approprié de niveau plus réduit à la sortie de l'amplificateur d'émission sans nécessiter un transformateur supplémentaire pour réaliser l'invention. En particulier, l'unité d'exploitation fait partie du dispositif et/ ou comporte un circuit intégré et notamment l'amplificateur d'émission est dans ce même circuit intégré. Suivant la réalisation d'une éventuelle boucle de réaction dans le chemin de réception, la partie du circuit intégré destinée à être couplée au transducteur se réalise uniquement avec trois ou quatre broches, ce qui réduit les coûts de fa- brication.According to another characteristic, the device comprises an adder which supplies the output signal of the reception path and a transducer signal transformed by the transformer to the operating unit, which avoids a level-dependent switching. If the device comprises an emission amplifier, its output is connected to the inductor of the transformer which has the low number of turns. This makes it possible to obtain a suitable lower level emission signal at the output of the transmit amplifier without requiring an additional transformer to carry out the invention. In particular, the operating unit is part of the device and / or comprises an integrated circuit and in particular the transmission amplifier is in this same integrated circuit. According to the realization of a possible feedback loop in the reception path, the portion of the integrated circuit intended to be coupled to the transducer is made only with three or four pins, which reduces the manufacturing costs.

Suivant une autre caractéristique, pendant l'opération d'émission, notamment également pendant l'amortissement de la membrane du transducteur de signal, l'unité d'exploitation analyse le signal provenant du transducteur. En plus, l'unité d'exploitation analyse l'écho reçu de l'environnement et identifie les objets de l'environnement contenus dans le signal de transducteur. De façon correspondante, toute l'analyse se fait en liaison avec la détection du champ environnant à l'aide d'une unique unité d'exploitation qui, de plus, doit pouvoir traiter une plage dynamique limitée appliquée à son entrée.According to another characteristic, during the transmission operation, in particular also during the damping of the signal transducer membrane, the operating unit analyzes the signal coming from the transducer. In addition, the operating unit analyzes the echo received from the environment and identifies the objects of the environment contained in the transducer signal. Correspondingly, all the analysis is done in connection with the detection of the surrounding field using a single operating unit which, in addition, must be able to process a limited dynamic range applied to its input.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un dispositif de capteurs de champ environnant représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un exemple de dispositif de capteurs de champ environnant du type concerné par l'invention, - la figure 2 montre un premier exemple de réalisation d'un dispositif de capteur de champ environnant selon l'invention, - la figure 3 montre un second exemple de réalisation d'un dispositif de capteur de champ environnant selon l'invention, - la figure 4 montre un troisième exemple de réalisation d'un dispo- sitif de capteur de champ environnant selon l'invention, - la figure 5 montre un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif de capteur de champ environnant selon l'invention. Description de modes de réalisation La figure 1 montre le schéma d'un dispositif de capteur d'environnement 1 (encore appelé capteur de champ environnant). Le dispositif comporte un transducteur à ultrasons 2 comme transducteur de signal pour émettre et recevoir des signaux d'ultrasons 11. Le transducteur 2 est d'une part relié par l'une des inductances L1, L2 du transformateur 5 à l'amplificateur d'émission 3 de l'émetteur. Le trans- ducteur d'ultrasons 2 est d'autre part relié par une première capacité C1 et une première résistance ohmique R1 en série avec cette capacité à l'entrée d'un amplificateur de réception 4 du chemin de réception. L'amplificateur de réception 4 est couplé en retour à travers une se- conde résistance ohmique R2. La sortie de l'amplificateur de réception 4 est reliée à une unité d'exploitation 6. Quatre broches Pl, P2, P3, P4 sont représentées sur une ligne en pointillés ; ces broches correspondent aux entrées et aux sorties d'un circuit intégré situé à droite de cette ligne en traits interrompus. Le transformateur 5 du dispositif 1 transforme les signaux fournis par l'amplificateur d'émission 3 à un ni- veau de tension plus élevé pour avoir un niveau d'émission dans une plage d'environ 100V pour l'émission par l'intermédiaire du transducteur à ultrasons 2. Il n'y a pas d'autres fonctions pour le transformateur 5 car toutes les opérations d'émission se font par le chemin d'émission et par l'amplificateur d'émission 4. La figure 2 montre un dispositif 1 selon l'invention par comparaison avec celui de la figure 1. Le dispositif 1 comporte en outre un chemin de signal 7 reliant la première inductance L 1 du transformateur 5 à l'unité d'exploitation 6. Les signaux reçus du transducteur à ultrasons 2 peuvent être mis à un niveau de tension plus bas par le transformateur 5 pour être ensuite appliqués à l'unité d'exploitation 6. L'unité d'exploitation 6 permet de cette manière de détecter par exemple des détériorations du capteur qui se répercutent dans le signal d'émission et d'amortissement de la membrane du transducteur à ul- trasons 2. La figure 3 montre une variante de réalisation du dispositif 1 selon l'invention qui diffère du dispositif 1 de la figure 2 par un commutateur 8. Le commutateur 8 permet de fournir à l'installation d'exploitation 6 le signal de réception transformé soit par l'amplificateur d'émission 4, soit par le transformateur 5. De plus, la figure 3 montre une variante du circuit électrique pour la première inductance L 1 du transformateur et de l'amplificateur d'émission 3. Dans le montage de la figure 3, l'inductance L1 est reliée par une borne à la masse électrique alors que dans le montage de la figure 2, la première inductance L1 est reliée aux deux bornes de l'amplificateur d'émission 3. La figure 4 montre d'autres variantes sous la forme d'un autre exemple du dispositif 1 selon l'invention. Dans ce cas, l'installation de commutation ou commutateur 8 de la figure 3 est remplacé par un additionneur 9. On évite ainsi des opérations de commuta- tion et d'avoir à fixer des instants de commutation appropriés. De plus, la seconde inductance L2 du transformateur 5 est reliée d'un côté par un dipôle non linéaire 10 à la masse électrique. Le dipôle non linéaire 10 se compose de deux diodes D1, D2 en montage antiparallèle. Pour des tensions faibles, inférieures à la tension passante des diodes D1, D2, aucun courant ne traverse la seconde inductance L2. Pour des ten- sions supérieures à la tension de blocage, les diodes D1, D2 sont conductrices et permettent le passage du courant de sorte que les signaux du transducteur à ultrasons 2 seront transformés par le transformateur 5 pour être appliqués à l'unité d'exploitation 6. On élargit de cette ma- nière la plage dynamique des signaux traités par le circuit intégré (cir- cuit à la droite de la ligne verticale en traits interrompus) c'est-à-dire par l'unité d'exploitation 6. La mesure de la progression de l'amortissement de la membrane du transducteur à ultrasons 2, à la sortie du transducteur 2 on aura un niveau de tension qui, sans une telle transformation dans le sens descendant, serait appliqué directe- ment par le chemin de réception ou l'amplificateur de réception 4 à l'unité d'exploitation 6 et pourrait solliciter celle-ci de manière excessive. La figure 5 montre un autre exemple de réalisation d'un dispositif 1 selon l'invention danS lequel l'émetteur composé de l'amplificateur d'émission 3 est relié par le chemin de réception supplémentaire 7a, 7b de façon alternative à l'unité d'exploitation 6 et à la première inductance L1. Le circuit d'émission comprend ainsi la tension d'alimentation UB, la bobine L2, le transistor T représentant l'étage de puissance d'émission et la résistance-shunt R3 reliée à la masse ; le courant principal passe comme cela est connu par le collecteur à l'émetteur dans le transistor T. La sortie de l'amplificateur d'émission 3 est reliée à la base du transistor T dont le collecteur est relié par la première partie 7A du chemin de réception supplémentaire 7 à la pre- mière inductance L 1 et à l'installation de commutation 8. L'émetteur du transistor T est relié par l'intermédiaire d'une troisième résistance ohmique R3 à la masse électrique. De plus, l'émetteur est relié par la seconde partie 7B du chemin de réception supplémentaire 7 à l'unité d'exploitation 6. La seconde borne de la première inductance L1 est re- liée à la tension d'alimentation UB. Le montage, tel que représenté, permet de mesurer l'intensité du courant pendant l'émission. La tension aux bornes de la résistance R3 à l'émetteur du transistor T est une mesure de l'intensité du courant d'émission. La marque de phase de la tension d'émission injectée dans le transistor T est habituellement con- nue de la commande (non représentée). On peut conclure à l'état du transducteur à ultrasons 2 ou à la présence d'objets réfléchissants, à proximité, par la seule phase de l'intensité du courant d'émission par rapport à la phase de la tension d'émission. Il existe des formes plus complexes d'amplificateurs d'émission 3. Par exemple, on connaît des étages de puissance push- pull où le mode A/AB. En particulier pour des étages de puissance qui ne fonctionnent pas en mode de commutation pur, on peut en plus de la mesure de l'intensité du courant d'émission également utiliser une mesure de la tension d'émission simultanée, ce qui améliore la détermi- nation de l'état du transducteur ou de la détection d'objets réfléchis- sants se trouvant dans l'environnement immédiat du transducteur. A partir du rapport entre l'intensité du courant d'émission et la tension d'émission on peut déterminer le rendement à l'émission à l'aide du transducteur à ultrasons 2. En plus, dans le cas d'objets ayant une ré- flexion connue, partant de l'évolution des signaux de réception si les objets se déplacent devant le transducteur à ultrasons 2 on peut notamment tirer des conclusions quant au rendement du système du transducteur à ultrasons 2 et/ ou de l'amortissement dans le milieu (par exemple l'air). Selon des développements, on peut fixer différemment la limite entre le circuit intégré (circuit intégré IC à droite de la ligne verti- cale en trait interrompu dans les figures) et le circuit extérieur. Par exemple, le circuit d'exploitation 6 peut se réaliser de manière externe ou dans le circuit intégré. Il convient également de remarquer que l'application de la présente invention ne se limite pas exclusivement au domaine des ul- trasons, mais les exemples décrits ci-dessus peuvent également se faire avec d'autres signaux. Par exemple, on peut également appliquer l'invention à des exemples de réalisation analogues dans le domaine des signaux audibles.35 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de capteur d'environnement 2 Transducteur de signal 3 Chemin d'émission 5 Transformateur 6 Unité d'exploitation Cl, R1, R2, 4 Chemin de réception R3 Shunt de mesure de l'intensité10Drawings The present invention will now be described in more detail with the aid of a surrounding field sensor device shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 shows an example of a surrounding field sensor device of the type concerned by the invention, - Figure 2 shows a first embodiment of a surrounding field sensor device according to the invention, - Figure 3 shows a second embodiment of a surrounding field sensor device according to FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of a surrounding field sensor device according to the invention; FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of a surrounding field sensor device according to the invention; the invention. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 shows the diagram of an environment sensor device 1 (also called surrounding field sensor). The device comprises an ultrasonic transducer 2 as a signal transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals 11. The transducer 2 is connected on the one hand by one of the inductors L1, L2 of the transformer 5 to the amplifier of the transducer. issue 3 of the issuer. The ultrasound transducer 2 is, on the other hand, connected by a first capacitor C1 and a first resistor R1 in series with this capacitance at the input of a reception amplifier 4 of the reception path. The receiver amplifier 4 is coupled back through a second ohmic resistor R2. The output of the reception amplifier 4 is connected to an operating unit 6. Four pins P1, P2, P3, P4 are represented on a dashed line; these pins correspond to the inputs and outputs of an integrated circuit located on the right of this line in broken lines. The transformer 5 of the device 1 converts the signals supplied by the transmit amplifier 3 to a higher voltage level to have a transmission level in a range of about 100V for transmission via the transmitter. ultrasonic transducer 2. There are no other functions for the transformer 5 since all the transmission operations are done by the transmission path and the transmission amplifier 4. FIG. 1 according to the invention in comparison with that of Figure 1. The device 1 further comprises a signal path 7 connecting the first inductor L 1 of the transformer 5 to the operating unit 6. The signals received from the ultrasonic transducer 2 can be set at a lower voltage level by the transformer 5 to be subsequently applied to the operating unit 6. The operating unit 6 allows in this way to detect, for example, deteriorations of the sensor which are reflected in the 2 shows an alternative embodiment of the device 1 according to the invention which differs from the device 1 of FIG. 2 by a switch 8. The switch 8 makes it possible to supply to the operating installation 6 the reception signal transformed either by the transmission amplifier 4 or by the transformer 5. In addition, FIG. 3 shows a variant of the electrical circuit for the first inductor L 1 of the transformer and the emission amplifier 3. In the assembly of FIG. 3, the inductance L1 is connected by a terminal to the electrical ground, whereas in the assembly of FIG. 2 the first inductor L1 is connected. at both terminals of the transmission amplifier 3. FIG. 4 shows other variants in the form of another example of the device 1 according to the invention. In this case, the switching installation or switch 8 of FIG. 3 is replaced by an adder 9. This avoids switching operations and the need to set appropriate switching times. In addition, the second inductor L2 of the transformer 5 is connected on one side by a nonlinear dipole 10 to the electrical earth. The nonlinear dipole 10 consists of two diodes D1, D2 antiparallel mounting. For low voltages, lower than the diode D1, D2, no current flows through the second inductor L2. For voltages above the blocking voltage, the diodes D1, D2 are conductive and allow the current to flow so that the signals from the ultrasonic transducer 2 will be transformed by the transformer 5 to be applied to the unit. 6. In this way, the dynamic range of the signals processed by the integrated circuit (circuit to the right of the vertical line in dashed lines), that is to say by the operating unit 6, is expanded. The measurement of the progression of the damping of the ultrasonic transducer membrane 2, at the output of the transducer 2, will be a voltage level which, without such a downward transformation, would be applied directly by the path. the receiving unit or the reception amplifier 4 to the operating unit 6 and may overload it. FIG. 5 shows another embodiment of a device 1 according to the invention in which the transmitter composed of the transmission amplifier 3 is connected by the additional reception path 7a, 7b alternatively to the unit 6 and the first inductor L1. The transmission circuit thus comprises the supply voltage UB, the coil L2, the transistor T representing the transmission power stage and the shunt resistor R3 connected to the ground; the main current flows as is known from the collector to the emitter in the transistor T. The output of the emitter amplifier 3 is connected to the base of the transistor T whose collector is connected by the first part 7A of the path the emitter of the transistor T is connected via a third ohmic resistor R3 to the electrical earth, at the first inductance L 1 and at the switching installation 8. In addition, the transmitter is connected by the second portion 7B of the additional reception path 7 to the operating unit 6. The second terminal of the first inductor L1 is connected to the supply voltage UB. The assembly, as shown, makes it possible to measure the intensity of the current during transmission. The voltage across the resistor R3 at the emitter of the transistor T is a measure of the intensity of the emitting current. The phase mark of the emission voltage injected into the transistor T is usually known from the control (not shown). It can be concluded in the state of the ultrasonic transducer 2 or the presence of reflective objects, in the vicinity, by the single phase of the intensity of the emission current with respect to the phase of the emission voltage. There are more complex forms of emission amplifiers 3. For example, push-pull power stages are known where the A / AB mode. Especially for power stages which do not operate in pure switching mode, it is possible in addition to the measurement of the intensity of the emission current also to use a measurement of the simultaneous emission voltage, which improves the determination of - nation of the state of the transducer or the detection of reflective objects in the immediate environment of the transducer. From the ratio between the intensity of the emission current and the emission voltage, the emission efficiency can be determined by means of the ultrasonic transducer 2. In addition, in the case of objects having known bending, starting from the evolution of the reception signals if the objects move in front of the ultrasound transducer 2, it is possible in particular to draw conclusions as to the efficiency of the ultrasound transducer system 2 and / or the damping in the medium (eg air) According to developments, the limit between the integrated circuit (integrated circuit IC to the right of the vertical line in broken lines in the figures) and the external circuit can be set differently. For example, the operating circuit 6 can be realized externally or in the integrated circuit. It should also be noted that the application of the present invention is not limited exclusively to the field of ultrasound, but the examples described above can also be done with other signals. For example, the invention can also be applied to similar exemplary embodiments in the field of audible signals. 35 NOMENCLATURE OF MAIN ELEMENTS 1 Environmental sensor device 2 Signal transducer 3 Emission path 5 Transformer 6 Unit operating Cl, R1, R2, 4 Receiving path R3 Shunt intensity measurement10

Claims

CLAIMS 1 °) An environmental sensor device (1) comprising a signal transducer (2), a reception path (C1, R1, R2, 4) directly connected to the signal transducer (2) for transmitting the received signals by the signal transducer (2) to an operating unit (6), and - a transformer (5), characterized in that in a first time period it supplies the signals of the transducer (2) by the transformer (5) with a first voltage level to the operating unit (6), and in a second time range, it transmits the signals from the transducer (2) to the operating unit (6) with a second level of tension.

Device according to claim 1, characterized in that it provides an electrical signal applied to the first side of the transformer (5) via a transmission path (3), the second side of the transformer (5) to the transducer of signal (2).

Device according to Claim 1, characterized in that it measures the intensity and / or the voltage, in particular the phase relation between the current and the voltage coming from the signal transducer (2) by the transformer (5). ), using a shunt (R3), in particular to measure the intensity.

Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a circuit (8) for selecting an output signal of the signal transducer (2) transformed by the transformer (5) and / or for transforming the signal output signal of the reception path (C1, R1, R2, 4) .355 °) Device according to claim 4, characterized in that the circuit (8) transforms not the output signal from the transformer (5) but the signal outputting the reception path (C1, R1, R2, 4) in response to - a predefined time in the transmission cycle, and / or - a downward passing of a predefined signal level. 6 °) Device according to claim 1, characterized by a nonlinear dipole (10) between the transformer (5) and the signal transducer (2) which comprises in particular two diodes (D1, D2) antiparallel mounting. 7 °) Device according to claim 1, characterized in that it further comprises an adder (8) for providing the output signal of the reception path (C1, R1, R2, 4) and the signal of the first side of the transformer (5) to the reporting unit (6). Device according to Claim 1, characterized in that the transformer (5) converts the output signal of the transmit amplifier (3) to a higher voltage level and applies it to the signal transducer. (2). Device according to Claim 1, characterized in that the operating unit (6) is part of the device (1) and / or comprises an integrated circuit and in particular the transmitter amplifier (3) is part of the integrated circuit. Device according to Claim 1, characterized in that the evaluation unit (6) analyzes the signal from the signal transducer (2) during the transmission operation and / or during the attenuation of the oscillation. of the signal transducer membrane (2). Device according to Claim 1, characterized in that it is applied to environmental sensors in an automotive application and the signal transducer (2) is an ultrasonic transducer.