KR960004926B1 - 유도성 픽업용 펄스 성형기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

유도성 픽업용 펄스 성형기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명을 따른 펄스 성형기의 회로도.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 유동성 픽업용 펄스 성형기에 관한 것이다.

유동성 픽업 장치를 이용하여 회전부, 예를 들어, 회전 톱니 바퀴의 회전 속도를 측정하는 것이 공지되어 있다. 상기 픽업의 출력 신호는 사인 주기 전압인데, 이 주기는 회전 속도에 비례하고 출력 신호의 진폭은 회전 속도가 높을 때 높게 되고 회전 속도가 낮을 때 낮게 된다. 저회전 속도에서, 진폭은 0.1V보다 작게 되고 고회전 속도에서 진폭은 100V까지 증가한다. 내연기관에 대한 회전각을 감지하기 위한 유도성 픽업장치의 주기적 전압으로부터 속도-의존 신호 시퀀스를 발생시키는 장치가 독일연방공화국 특허 제3,127,220호에 공지되어 있다.

상기 유도성 픽업의 사인 출원 전압은 직사각형의 전압(rectangular voltage)으로 형성되어 측정의 정확도를 증가시킨다. 이를 위하여, 픽업 전압은 사인 전압으로부터 직사각형 전압을 형성시키는 임계단(threshold stage)으로 공급된다. 사인 전압의 진폭이 0.1V 이하에서 100V까지 사이에 놓이기 때문에, 임계단의 스위칭 포인트는 사인 주기 전압의 진폭에 따라서 시프트된다. 이 문제가 "자기-조정(self-adjustment)"로서 공지되어 있다. 이 시프트는 시간 또는 각도에 따라서 시프트될 수 있다.

자기-조정을 감소시키기 위하여, 임계단의 스위칭 포인트를 회전각의 함수에 따라서 고정시키는 방식으로 임계단에 공급되는 픽업 전압을 진폭-의존적으로 시프트시키는 수단이 제공되어 있다. 상기 진폭 시프트는 부극성 및 정극성 진폭 시프트로 나누어진다. 두개의 시프트 성분을 위하여, 다이오드를 통해 픽업에 연결되는 적분 캐패시터가 제공된다.

상기 캐패시터에 병렬로 연결된 저항은 상기 적분 캐패시터의 방전량을 설정하는 작용을 한다. 독일연방공화국 특허출원 제3,127,202호에 공지된 장치의 경우에 유도성 픽업이 적분 캐패시터에 충전 전류를 공급하는 단점이 있다. 공지된 장치에서, 적분 캐패시터는 전압의 진폭이 높을 때 충전되고 진폭이 낮을 때 방전된다. 이를 위하여, 높은 충전 전류가 필요로 되는데 이것은 바람직하지 않다. 필요한 전류는 적분 캐패시터와 병렬로 연결된 저항에 의해 부가적으로 증가된다. 유도성 픽업이 큰 속도 범위를 커버해야만 하는 내연 기관에 대한 속도 픽업인 경우, 다이오드 및 적분 캐패시터가 수백볼트에 이르는 고전압에 좌우되는 단점이 있다. 그러나, 고동작 전압은 부피가 크고 값비싼 캐패시터에 필요로 된다.

[본 발명의 장점]

본 발명에 따른 펄스 성형기는 간단한 회로 구조로 매우 높게 변동하는 입력 레벨을 소정 레벨에 적응시키므로써 전시간에 걸쳐 픽업 신호의 시프트를 억제시킨다. 공지된 펄스 성형기와 비교하여, 본원의 성형기는 유도성 픽업에 의해 전달되는 고전압만을 펄스 성형기의 입력에 배열되는 옴저항에서 발생시키는 장점이 있다. 펄스 성형기에 사용되는 적분 캐패시터 및 펄스 성형기의 그외 다른 모든 구성요소들은 단지 펄스 성형기 동작 전압에 좌우된다. 펄스 성형기의 입력에 있는 저항과 다이오드로 이루어진 전압분배기는 다이오드 전압을 변화시켜 전압 분배 비율을 변화시키는 장점이 있다. 이를 위해, 적분 캐패시터로부터 제어 신호를 픽 오프하는 제어된 전압원이 제공된다. 상술한 적분 캐패시터의 필요한 충전 전류가 더 이상 필요하지 않기 때문에 유도성 픽업만이 저전력을 출력하는 장점이 있다. 따라서, 픽업의 부피가 감소된다.

적분 캐패시터에 연결된 제어된 전압원이 임피던스 변압기로서 배선된 차동 증폭기(반전 증폭기의 입력신호는 임피던스 변압기의 출력 신호이다)로서 배선된 차동 증폭기와 더불어 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 펄스 성형기는 매우 손쉽게 집적회로로서 제조될 수 있는 장점이 있다. 이 이유는 매우 손쉽게 집적할 4수 있는 구성 요소가 포함되어 있기 때문이다. 본 발명에 따른 펄스 성형기가 내연 기관에서 회전 속도 또는 회전각 픽업으로서 사용되는 경우 자동차 산업의 생산 공정에서 상당한 비용 절감이 가능하다.

더구나, 본 발명에 따른 펄스 성형기의 또 다른 장점 및 특징이 이하에 상세하게 서술된다.

[본 실시예의 상세한 설명]

상세하게 서술되지 않았지만 유도성 픽업(10)은 자신의 제1단자(11)에 의해 캐패시터(12)를 통해 옴저항(14)의 제1단자(13)에 접속된다. 유도성 픽업(10)의 제2단자(60)는 접지(34)에 접속된다. 저항(14)의 제2단자(15)는 제1다이오드(17)의 캐소드 단자(16) 및 제2다이오드(19)의 애노드 단자(18) 뿐만 아니라 증폭기(21)의 입력 저항(20)에 연결된다.

제1다이오드(17)의 애노드 단자(22)는 제1차동 증폭기(24)의 출력(23)에 연결된다. 상기 출력(23)은 제1차동 증폭기의 반전 입력(25)에 접속된다. 게다가, 상기 출력(23)은 입력 저항(26)을 통해 제2차동 증폭기(28)의 반전 입력(27)에 연결된다. 또한, 반전 입력(27)은 제2차동 증폭기(28)의 출력(30)으로 이끌리는 부극성 피드백 저항(29)과 연결되는데, 상기 출력(30)은 제2다이오드(19)의 캐소드 단자(31)에 연결되어 있다.

제1차동 증폭기(24)의 비반전 단자(32)는 접지(34)에 연결된 캐패시터(33)에 접속되어 있다. 캐패시터(33)는 세개의 저항(37,38,39)으로 구성된 전압 분배기의 픽 오프(36)에 연결되는 방전 저항(35)에 접속되어 있다. 픽 오프(36)는 또한 제2차동 증폭기(28)의 비반전 입력(40), 제3차동 증폭기(42)의 비반전 입력(41)은 반전 증폭기처럼 배선된 슈미트 트리거단(44)에 연결된다.

상기 캐패시터(33)는 또한 트랜지스터(46)의 콜렉터 단자(45)에 연결되어 있다. 트랜지스터(46)의 베이스(47)는 3개의 저항(37,38,39)으로 구성되는 전압 분배기의 픽오프(48)에 연결된다. 이 분배기는 동작 전압에서 접지(34) 및 단자 포인트(49)간에 연결된다. 트랜지스터(46)의 에미터 단자(50)는 전류 제한 저항기(51)를 통해 제3차동 증폭기(42)의 출력(52)에 연결된다. 상기 출력(52)은 부극성 피드백 트랜지스터(53)를 통해 제3차동 증폭기(42)의 반전 입력(54)에 연결되고 슈미트 트리거로서 배선된 제4차동 증폭기(56)의 반전 입력(55)에 연결된다. 펄스 성형기의 출력 신호가 취해지는 출력(57)은 정극성 피드백 저항기(58)를 통해 입력 저항기(43)가 또한 연결되는 제4차동 증폭기(56)의 비반전입력(59)에 연결된다.

유도성 픽업(10)의 제2단자(60)는 접지(34)에 연결되는데, 왜냐하면, 픽업(10)에서 펄스 성형기로 이끌리는 접속부가 세이브되기 때문이다. 제2단자(60)가 전압 분배기(37,38,39)의 픽-오프(36)에 연결되면, 캐패시터(12)는 불필요하게 된다.

본 발명에 따른 펄스 성형기는 다음과 같이 동작한다.

유도성 픽업(10)에 의해 전달되는 교류 전압 신호는 픽업(10)의 제1단자(11) 및 캐패시터(12) 뿐만 아니라 저항(14)을 통해 증폭기(21)의 입력으로 흐른다. 상기 증폭기(21)는 슈미트 트리거단(44)을 스위치시키는데 필요한 최소 픽업 전압을 증폭시킨다. 상기 증폭기(21)는 반전 증폭기로서 배선된 차동 증폭기(42)이다. 증폭 계수는 증폭기(42)의 반전 입력(54) 및 출력(52) 사이에 연결되는 부극성 피드백 저항(53)의 비, 상기 반전 입력(54)에 접속되는 입력 저항기(20)의 값에 의해 공지된 방식으로 결정된다.

저항(51)을 통해 증폭기(21)의 출력(52)에 연결되는 상기 트랜지스터(46)는 전압 분배기 저항(37,38)과 더불어 레벨 검출기를 형성한다. 좀더 높은 픽업 전압으로 인해, 증폭기(21)의 출력(52)에서의 출력 전압이 전압 분배기 저항(37,38)간의 픽-오프(48)에서의 전압 플러스 트랜지스터(46)의 베이스-에미터 전압보다 크면, 상기 트랜지스터(46)는 도통되고 상기 트랜지스터(46)의 콜렉터 단자(45)에 접속되는 캐패시터(33)는 트랜지스터(46) 및 저항(51)을 통해 충전된다.

캐패시터(33)에서의 전압은 완전히 디제너러티브하게 접속된 차동 증폭기(24; completely degeneratively connected differential amplifier)에 의해 임피던스 변압기로서 실현되는 제어된 전압원의 제어 전압을 표시한다. 상기 부극성 피드백은 출력(23)을 반전 출력(25)에 연결하므로써 제공된다. 상기 캐패시터 전압을 차동 증폭기(24)의 비반전 입력(32)이다. 차동 증폭기(24)는 제1다이오드(17)의 애노드 단자(22)의 전압을 출력(23)에 발생시킨다.

전압 분배기(14,17)를 제어하는 차동 증폭기(24)의 출력(23)에서 발생하는 신호는 또한 반전 증폭기로서 배선된 차동 증폭기(28)에 의해 실현되는 제어된 전압원의 제어신호로서 작용한다. 제1차동 증폭기(24)의 출력 신호는 입력 저항(26)을 통해 제2차동 증폭기(28)의 반전 입력(27)으로 흐르는데, 상기 반전 입력(27)은 출력(30) 및 반전 입력(27) 사이에 접속되는 저항(29)에 디제너러티브하게 연결된다. 상기 증폭은 입력 저항(26) 및 부극성 피드백 저항(29)의 비에 의해 공지된 방법으로 결정된다.

제2차동 증폭기(28)의 출력(30)은 제2다이오드(17)의 캐소드 단자(31)의 전압을 결정한다.

상기 2개의 다이오드(17) 및 저항(14)은 중앙 픽-오프(9)를 갖는 전압 분배기를 표시한다. 저항(14)의 옴저항 및 2개의 다이오드(17,19)의 차동 저항에 의해 견딜 수 있게 된다. 이 차동 저항은 자신의 동작 포인트에 좌우된다. 그것은 다이오드의 저전압에서는 높고 고 고전압에서는 낮다. 결국, 전압-제어되는 전압 분배기(14,17,19)가 얻어진다.

제1 및 제2다이오드(17,19)에 직렬로 다이오드들을 간단하게 연결시킬 수 있다. 이것은 차동 저항의 큰 변화를 발생한다.

상기 제1 및 제2다이오드(24,28)는 저항(37,38,39)으로 구성되는 전압 분배기의 픽-오프(36)에 형성되는 기준전압에 대해 상호 변조된다. 픽-오프(36)에서 발생하는 이 기준전압에 대한 대칭적인 변조에 캐패시터(12)가 충전 상태에서 반전되지 않도록 전압 분배기(14,17,19)의 중간 픽-오프(9)에서의 평균 전압을 거의 일정하게 유지시키는 것을 목적으로 한다.

저전압만이 유도성 픽업(10)에 의해 전달되면, 감쇠가 필요하지 않다. 상기 레벨 검출기(46,37,38)는 이것을 설정하여 차동 증폭기(33)의 추가적인 충전을 인터럽트한다. 전압 분배기(37,38,39)의 픽-오프(36)에 연결된 방전 저항(35)은 기준 전위로 캐패시터(30)를 방전시킨다. 2개의 차동 증폭기(24,28)는 각 비반전 입력(32,40)이 픽-오프(36)에서 발생하는 기준 전위를 갖기 때문에 더이상 변조되지 않는다.

상기 캐패시터(33)의 충전 전류는 트랜지스터(46)의 에미터 단자(50) 및 출력(52) 사이에 배열된 전류-제한 저항(51)에 의해 설정된다. 전류-제한 저항기(51)의 값 및 캐패시터(33)의 캐패시턴스 값을 고정시키므로써, 펄스 성형기의 시정수는 중앙 픽-오프(9)에서의 레벨 변화에 응답하여 프리셋된다. 캐패시터(33)가 펄스 성형기의 동작 전압에 좌우되기 때문에, 작게 설계하는 것이 가능한데, 특히 집적이 가능해진다.

정극성 피드백 저항기(58) 및 입력 저항(43)에 공지된 방식으로 배선된 슈미트 트리거(44)가 증폭기(21)의 출력에 연결된다. 이 단의 히스테리시스는 2개의 저항(43,58)에 의해 설정될 수 있다. 유도성 픽업 전압이 어떤 임계값 이상으로 상승하고 어떤 임계값 이하로 강하될 때마다 전압 점프가 출력(57)에서 발생한다.

Claims (17)

1. 유도성 픽업(10), 특히 내연 기관용 유도성 속도 픽업 또는 회전각 픽업을 구비하고 상기 유도성 픽업(10)의 출력 신호에 영향을 주고 상기 유도성 픽업(10) 및 스위칭단(44), 바람직하게는 슈미트 트리거단 사이에 놓여 있는 회로장치를 구비하는 펄스 성형기로서, 상기 유도성 픽업(10)의 제1단자는 상기 펄스 성형기의 입력에 배열된 저항, 제1다이오드 및 제2다이오드(14,17,19)들중 상기 저항(14)에 연결되는 상기 펄스 성형기에 있어서, 상기 저항, 제1다이오드 및 제2다이오드(14,17,19)는 상기 픽업 전압에 의해 좌우되고 자신들(14,17,19)의 적어도 하나의 전압-종속 소자(17,19)에 작용하는 제1차동 증폭기 및 제2차동 증폭기(24,28)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
2. 제1항에 있어서, 상기 저항(14)은 옴저항이며, 상기 유도성 픽업(10)의 제1접속 단자(11)는 상기 옴저항(14)의 제1단자(13)에 접속되고 상기 저항(14)의 제2단자(15)는 상기 저항(14)의 제2단자(15)를 다이오드(17,19)의 단자(16,18)와 접합시켜 상기 저항 및 제1다이오드(14,17)의 중앙 픽오프(9)를 형성시키는 방식으로 상기 적어도 하나의 다이오드(17,19)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
3. 제2항에 있어서, 상기 저항(14)의 제2단자(15)는 상기 제1다이오드(17)의 캐소드 단자(16)에 접속되고 상기 제2다이오드(19)의 애노드 단자(18)에 접속되며, 상기 저항(14) 및 상기 두개의 다이오드(17,19)는 전압 분배기를 형성하는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1다이오드(17)의 애노드 단자(22) 및 상기 제2다이오드(19)의 캐소드 단자(31)는 상기 제1차동 증폭기 및 상기 제2차동 증폭기(24,28)에 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
5. 제1항에 있어서, 상기 저항, 제1다이오드 및 제2다이오드(14,17,19)중 하나 또는 중앙 픽오프(9)에 증폭기(21)가 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1차동 증폭기와 상기 제2차동 증폭기중 적어도 하나의 증폭기 및 상기 증폭기(21)간에 트랜지스터(46) 및 전압 분배기(37,38)로 이루어진 레벨 검출기와 저항(51) 및 캐패시터(33)로 이루어진 적분기가 제공되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
7. 제6항에 있어서, 상기 적분기는 상기 증폭기(21)의 출력 및 캐패시터(33)에 접속되는 저항(51)을 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
8. 제6항에 있어서, 상기 레벨 검출기는 트랜지스터(46)를 나타내는데, 상기 트랜지스터(46)의 베이스(47)가 동작 포인트(49) 및 접지(34) 사이에 접속된 전압 분배기(37,38,39)의 픽오프(48)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
9. 제6항에 있어서, 상기 적분 캐패시터(33)는 저항(35)을 통해 동작 포인트(49) 및 접지(34) 사이에 접속된 전압 분배기(37,38,39)의 픽오프(36)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
10. 제2항에 있어서, 상기 차동 증폭기가 제어된 전압원(24,28)으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1차동 증폭기(24)가 임피던스 변환기로서 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
12. 제10항에 있어서, 상기 제2차동 증폭기(28)가 반전 증폭기로서 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
13. 제12항에 있어서, 상기 반전 증폭기(26,28,29)는 부극성 피드백 저항(29) 및 입력 저항(26)에 의해 설정되는 상기 증폭기들중 어느 하나의 이득을 나타내는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
14. 제5항에 있어서, 상기 증폭기(21)의 출력은 스위칭단(44)의 입력(55)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
15. 제2항에 있어서, 상기 유도성 픽업(10) 및 상기 저항(14) 사이에 캐패시터(12)가 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
16. 제1항에 있어서, 상기 유도성 픽업(10)의 제2단자(60)가 접지(34)에 접속되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.
17. 제5항에 있어서, 상기 증폭기(21)가 반전 증폭기로서 접속된 차동 증폭기(42)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 펄스 성형기.

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