TW201908744A - 處理連續感測器訊號的方法和感測器系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於處理一感測器(2)之連續感測器訊號的方法，其中一感測器訊號以一取樣頻率取樣，且藉此產生一系列時間上可分類的樣本值，其中該取樣頻率動態地適配該感測器訊號之時變頻譜訊號特性，且其中藉此產生之該等樣本值被指派時間資訊，該時間資訊允許該等樣本值之時間分類。

Description

處理連續感測器訊號的方法和感測器系統

本發明係關於一種用於處理感測器的連續感測器訊號的方法，及關於具有用於處理感測器訊號之裝置的感測器系統。

由於在載具、移動裝置、工業或家庭中逐漸更大數量之感測器之使用，存在關於感測器設計及感測器訊號評估的新需求。因此，舉例而言，在感測器資訊相關於載具駕駛員安全性之情況下，有必要保證此資訊可在任何時間被存取。確保此特徵之最簡單方式係以使得感測器被恆定地致動之方式操作感測器。

然而，此程序引起高電力消耗，其通常係不可接受的。尤其在行動應用之情況下或具有更換昂貴之能量儲存單元之大量感測器之情況下，感測器因此通常以工作週期模式操作。如圖1中所說明，感測器在感測器被致動且產生感測器資料Wi的正常模式，與電力消耗P被降低至顯著小於正常模式階段期間之電力消耗P1之最小值P0的節能模式(懸置模式)之間改變。儘管感測器在節能模式中仍可被控制，但其不再產生任何感測器資料。

在正常模式階段期間，感測器傳遞類比訊號，其被取樣一或多次。如圖2中所示，若感測器訊號在各正常模式階段中被取樣恰好一次，且產生對應樣本值A，則感測器訊號之取樣頻率基本上由對應的節能模式階段之持 續時間判定。相反地，如圖3中所說明，若在各正常模式階段中實行具對應樣本值Ai的多個取樣，則藉由節能模式階段之持續時間及正常模式階段之持續時間兩者確定感測器訊號的取樣頻率。

感測器在其期間處於正常模式的兩個工作週期之間的最小時間間隔由重建感測器訊號所需要的最小取樣頻率判定。根據奈奎斯定理(Nyquist Theorem)，此最小取樣頻率必須被選擇為待預期之最大感測器訊號頻率的至少兩倍大，使得感測器訊號的整個資訊內容可經重建。

然而，待預期的最大感測器訊號頻率大致尚未知曉，使得兩個工作週期之間之時間間隔通常必須被選擇為小於目前感測器訊號必需之時間間隔。

文件WO 2006/037677 A1揭示一種用於讀出感測器資料之方法，取樣速率被選擇為避免緩衝器記憶體溢位。

本發明提供一種用於處理感測器之連續感測器訊號的方法，其具有專利請求項1之特徵，及具有用於處理感測器訊號之裝置的感測器系統，其具有專利請求項13之特徵。

根據第一態樣，本發明因此涉及一種用於處理感測器的連續感測器訊號的方法，其中以一取樣頻率取樣感測器訊號，且藉此產生一系列時間上可分類的樣本值。取樣頻率動態地適配感測器訊號的時變頻譜訊號特性。藉此產生之樣本值被指派時間資訊，該時間資訊允許樣本值之時間分類。

根據第二態樣，本發明因此涉及具有用於處理感測器訊號之裝置的感測器系統。感測器系統包含一感測器元件，以記錄至少一個物理量測量，及用於轉換此量測量為連續電感測器訊號。感測器系統進一步包含用於以 可預定的取樣頻率取樣感測器訊號，以便產生感測器訊號之樣本值之裝置。進一步提供用於分析感測器訊號頻譜訊號特性之裝置、用於適配取樣頻率為感測器訊號的目前判定之頻譜訊號特性之裝置，及用於指派時間資訊至感測器訊號的樣本值之裝置。

各別附屬申請專利範圍係關於較佳具體實例。

本發明之優勢

本發明允許依據感測器訊號的時變頻譜訊號特性動態適配取樣頻率。藉此，本發明使得有可能降低電力消耗而不必經受訊號質量降低。實際上，根據本發明，可在任何時間選擇取樣頻率或取樣速率，使得以足夠高準確度重建感測器訊號仍係可能的。因此有可能藉由相應地改變取樣頻率，對感測器訊號的頻譜屬性改變做出反應。舉例而言，若感測器訊號的頻譜最大頻率被增加或降低，則取樣頻率可因此增加或降低，以便一方面仍允許根據奈奎斯定理重建感測器訊號的資訊內容，但另一方面避免歸因於過高取樣頻率之過高電力消耗。

根據該方法的一較佳改進，感測器的頻譜訊號特性被反覆地判定，特別是在常規時間間隔下或者分別在可預定數量的訊號取樣之後。取樣頻率適配僅在頻譜訊號特性顯著改變時實行。訊號取樣之數目在實行感測器訊號特性的新判定之後可動態地變化。舉例而言，若偵測到頻譜訊號特性之頻繁或顯著改變，則訊號取樣之數目可被增加，使得感測器訊號特性被更頻繁地判定。以此方式，確保對感測器之經修改的環境條件或量測條件的快速反應，且藉此避免感測器資訊損失。

舉例而言，在感測器訊號之頻譜之最大頻率的百分比改變超過預定臨限值時，可確定訊號特性中之顯著改變。

根據該方法之一較佳改進，當目前取樣頻率比目前判定之感測 器訊號頻寬的兩倍大一可預定的第一容限值時，降低該目前取樣頻率。當目前取樣頻率比目前判定之感測器訊號頻寬的兩倍小一可預定的第二容限值時，增加該目前取樣頻率。第一及第二容限值係自頻譜訊號特性之改變被分類為顯著時確定之量。

根據該方法之一較佳改進，該目前取樣頻率在一適配之情況下乘以一可預定的及/或可自動適配的適配因數。舉例而言，適配因數可依賴於感測器訊號之頻譜訊號特性改變有多大及/或有多頻繁。藉由以適配因數反覆放大取樣頻率，取樣頻率在控制迴路中被調整。

根據該方法之一較佳改進，該取樣頻率對該目前判定之頻譜訊號特性之該適配被連續在複數個適配步驟中實行，其中適配步驟之數目係可預定的及/或可變的。

根據該方法之一較佳改進，取樣頻率僅在預定之有限頻率範圍內變化。舉例而言，取樣頻率始終以使得其大於最小取樣頻率的方式被適配。此構成下限頻率，以確保任何情況下都不錯過特定訊號或頻率範圍。進一步，取樣頻率可始終以使得其小於最大取樣頻率的方式被適配。因此，此構成上限頻率，使得電力消耗受到限制。

原則上，存在判定感測器訊號之目前頻譜屬性的各種可能性。舉例而言可設想傅利葉變換(Fourier transform)，但亦可設想較不複雜的頻率分析方法。

根據該方法之一較佳改進，該感測器訊號在可預定的及/或可自動適配的測試時間間隔內以可預定的及/或可自動適配的測試取樣頻率取樣，以判定頻譜訊號特性。根據一個具體實例，測試時間間隔可依賴於感測器訊號之頻寬。

測試時間間隔持續時間及對應的測試取樣頻率兩者有利地依據 感測器類型及其用途進行選擇，亦即依據待預期之感測器訊號特性及感測器訊號特性中預期之變化進行選擇。舉例而言，建構至行動電話中且被用於活動偵測之慣性感測器傳遞具約20Hz之最大頻率的感測器訊號。此感測器訊號可被振鈴頻調畸變，使得感測器訊號具有振鈴頻調之最大頻率，亦即處於幾kHz之範圍內。在此狀況下，根據振鈴頻調的預期頻率範圍指定測試時間間隔持續時間及測試取樣頻率。

根據該方法之一較佳改進，各樣本值被指派時間戳資訊作為時間資訊，該時間戳資訊代表產生對應的樣本值的取樣時刻。藉助於時間戳資訊，由於樣本值之記錄時刻已為吾人所知，因此可藉助於樣本值重建感測器訊號而不管變化之取樣頻率。根據一個具體實例，時間戳資訊可包含相對時間資訊，其例如對於各樣本值包含自前述樣本值之時間間隔值然而，根據另外具體實例，樣本值指派有絕對時間資訊，其例如由感測器之內部時鐘裝置判定。此類型時間資訊允許對於消費型電子裝置領域中之許多應用必需的複數個感測器，甚至不同感測器之感測器資料的同步。舉例而言，加速度感測器之感測器資料可與旋轉速率感測器之感測器資料合併，以判定空間中之準確運動。

根據該方法之一較佳改進，各樣本值被指派用於產生對應的樣本值的取樣頻率，及/或當該取樣頻率發生改變時該取樣頻率的變化作為時間資訊。藉助於對取樣頻率之瞭解，可判定兩個不同樣本值之間之時間差。有可能藉由僅暫存取樣頻率中之改變，節省額外的記憶體容量。若未判定取樣頻率改變，則使用先前取樣頻率以用於評估。

根據該方法之一較佳改進，該等樣本值藉助於訊號濾波器濾波，其中該訊號濾波器之濾波器設定的適配亦在取樣頻率適配之情況下實行。訊號濾波器可包含數位濾波器，詳言之用於偏離校正之濾波器或低通濾波器。訊號可受限於特定帶寬。

根據該方法之一較佳改進，切換在兩個操作模式之間實行，亦即在產生感測器訊號的樣本值的間隔的正常模式，與不產生感測器訊號的樣本值的間隔的節能模式之間實行。此導致能量消耗之顯著減小。

根據本發明之方法之一較佳改進，可藉由內插感測器訊號樣本值，同時考慮所指派之時間資訊，產生具有可預定的頻率的一系列按時間順序的等距訊號值。此特別地允許訊號值之合宜的外部評估。藉由使用按時間順序等距之訊號值，以此方式之訊號輸出獨立於實際內部取樣頻率。因此外部評估裝置始終以特定、較佳的可預定頻率接收訊號。

根據一較佳改進，該感測器訊號具有用於感測器訊號之樣本值的至少一個訊號濾波器，及用於依據目前取樣頻率適配至少一個訊號濾波器之濾波器設定之裝置。

根據感測器系統之一較佳改進，其具有一操作模式控制單元，其特性化為用於依據該目前取樣頻率在至少兩個操作模式之間切換的裝置，特別是在產生感測器訊號的樣本值的間隔的正常模式，與不產生感測器訊號的樣本值的間隔的節能模式之間切換的裝置。

根據感測器系統之一較佳改進，其包含用於藉由內插感測器訊號樣本值，同時考慮所指派之時間資訊，產生具有可預定的頻率的一系列按時間順序的等距訊號值之裝置。

1‧‧‧感測器系統

2‧‧‧感測器元件

3‧‧‧裝置

4‧‧‧裝置

5‧‧‧裝置

6‧‧‧裝置

7‧‧‧訊號濾波器

8‧‧‧操作模式控制單元

9‧‧‧裝置

10‧‧‧資料暫存器

11‧‧‧組態暫存器/組態記憶體

12‧‧‧介面

13‧‧‧FIFO(先進先出)記憶體

A‧‧‧樣本值

Ai‧‧‧測試樣本值

n‧‧‧否

j‧‧‧是

P‧‧‧電力消耗

P0‧‧‧電力消耗

P1‧‧‧電力消耗

S1‧‧‧方法步驟

S2‧‧‧方法步驟

S3‧‧‧方法步驟

S4‧‧‧方法步驟

S5‧‧‧方法步驟

S6‧‧‧方法步驟

S7‧‧‧方法步驟

S8‧‧‧方法步驟

S9‧‧‧方法步驟

S10‧‧‧方法步驟

S11‧‧‧方法步驟

S12‧‧‧方法步驟

S13‧‧‧方法步驟

t1‧‧‧取樣時刻

t2‧‧‧取樣時刻

t3‧‧‧取樣時刻

t4‧‧‧取樣時刻

t5‧‧‧取樣時刻

t6‧‧‧取樣時刻

t7‧‧‧取樣時刻

T0‧‧‧最小時間間隔

T1‧‧‧時間間隔

Ttest‧‧‧測試時間間隔

W1‧‧‧樣本值

W2‧‧‧樣本值

W3‧‧‧樣本值

W4‧‧‧樣本值

W5‧‧‧樣本值

W6‧‧‧樣本值

W7‧‧‧樣本值

W8‧‧‧樣本值

W9‧‧‧樣本值

W1'‧‧‧訊號值

W2'‧‧‧訊號值

W3'‧‧‧訊號值

W4'‧‧‧訊號值

W5'‧‧‧訊號值

W6'‧‧‧訊號值

W7'‧‧‧訊號值

W8'‧‧‧訊號值

W9'‧‧‧訊號值

W10'‧‧‧訊號值

W11'‧‧‧訊號值

W12'‧‧‧訊號值

W13'‧‧‧訊號值

W14'‧‧‧訊號值

W15'‧‧‧訊號值

圖1根據先前技術展示感測器訊號取樣，感測器以工作週期模式操作；圖2根據先前技術展示感測器訊號取樣，取樣在各正常模式階段中恰好實行一次； 圖3根據先前技術展示感測器訊號取樣，取樣在各正常模式階段中實行數次；圖4根據本發明之一個具體實例展示感測器系統之方塊圖；圖5根據本發明之一個具體實例展示一例示性取樣模式以解釋取樣速率之動態適配；圖6根據本發明之一個具體實例展示例示性取樣模式，取樣伴隨以常規時間間隔實行之測試取樣頻率；圖7根據本發明之一個具體實例展示例示性取樣模式，取樣在各正常模式階段期間伴隨測試取樣頻率實行；圖8根據本發明之一個具體實例展示一種用於處理連續感測器訊號的方法的流程圖；圖9展示取樣頻率之例示性動態適配，對應的取樣時刻被指派給該等樣本值；圖10展示取樣頻率之例示性動態適配，若取樣頻率已被改變，則取樣頻率之改變作為時間資訊被指派給樣本值；圖11展示取樣頻率之例示性動態適配，尚未判定之樣本值被內插；及圖12根據本發明之另一具體實例展示用於處理連續感測器資料之裝置的方塊圖。

在全部圖式中，相同或功能上等效之元件及裝置具有相同元件符號。

圖4根據本發明之一個具體實例說明感測器系統1a之方塊圖。感測器系統1a包含用於記錄物理量測量之感測器元件2。感測器元件2可例如為加速度感測器、旋轉速率感測器、壓力感測器、氣體感測器或光學感測器。感測 器元件2記錄之物理量測量被轉換為連續電感測器訊號。舉例而言，可藉助於電容量測元件或壓電元件，轉換機械組件之偏轉為電壓或電流。

藉由用於取樣感測器訊號之裝置3取樣連續電感測器訊號。用於取樣感測器訊號之裝置3較佳包含類比/數位轉換器，其產生離散之數位樣本值。藉助於訊號濾波器7濾波此等樣本值，該濾波器之濾波器特性較佳依據取樣頻率進行選擇。經濾波樣本值被儲存於資料暫存器10中。以此方式，經濾波的樣本值被提供到該感測器系統1a之介面12，主機系統(此處未呈現)例如可藉由其存取感測器樣本值。

根據本發明，取樣頻率動態地適配感測器訊號的頻譜訊號特性。為此目的，感測器系統1a具有裝置4以分析感測器訊號之頻譜訊號特性，此裝置尤其包含一或多個處理器以執行需要之計算步驟。裝置4可經組態以藉助於頻率分析判定感測器訊號頻寬。進一步，裝置4可藉助於感測器訊號之樣本值判定感測器訊號之最大頻率。在本文所描述之例示性具體實例中，裝置4可藉由介面12被組態。為此目的，對應組態參數被儲存於組態暫存器11中，且因此被提供到裝置4以用於分析感測器訊號之頻譜訊號特性。

已被判定之頻譜訊號特性同樣被儲存於感測器系統1a之資料記憶體中。在本文所描述之例示性具體實例中，為此目的再次使用資料暫存器10。然而，亦可提供單獨資料記憶體以用於感測器訊號各別的目前判定之頻譜訊號特性。

感測器系統1a進一步包含用於適配取樣頻率之裝置5，此裝置可尤其被整合於用於取樣感測器訊號之裝置3中。用於適配取樣頻率之裝置5接收已被判定之頻譜訊號特性，且動態地適配取樣頻率。類似於用於分析感測器訊號的頻譜訊號特性之裝置4，此等裝置5可藉由通過組態暫存器11規定組態參數組態。舉例而言，用於取樣速率之上限及/或下限頻率可外部地指定，以確定最 大電力消耗，及確保在任何情況下不錯過特定訊號。視情況，亦可外部地設定其他參數，例如容限參數，以實行更保守或更激進的取樣頻率適配，或應實行判定取樣頻率適配有多塊的參數。將結合圖8更詳細地闡釋此情境。

因此，根據一個具體實例，可首先作出關於頻譜訊號特性是否已顯著改變的檢驗。一例示性指標可為頻寬已改變一預定百分比。亦可藉由比較目前判定之頻寬與目前取樣頻率，確定顯著改變。因此，當取樣頻率以對應容限值大於或小於目前判定之頻寬時，取樣頻率可被準確地降低或增加。在取樣頻率改變之情況下，訊號濾波器7之濾波器特性亦被適配。

根據本發明，感測器系統1a另外具有裝置6，以用於指派時間資訊至感測器訊號之樣本值。所述裝置可包含時鐘或自時鐘接收時間資訊。

圖4中所說明之感測器系統1a最後亦包含操作模式控制裝置8，將在下文結合圖5更詳細地闡述其功能。

較佳地，感測器系統1a之全部元件可被整合於感測器組件中。然而，作為替代方案，取樣頻率之評估及/或適配可藉助於外部控制裝置實行。

圖5說明例示性取樣模式。根據本發明，在此狀況下，取樣頻率(且因此，節能模式持續時間亦)動態地適配基於情況的感測器訊號之時間變化。感測器系統1a的操作模式控制單元8在此狀況下經組態以在兩個操作模式之間，尤其節能模式與正常模式切換。感測器元件2標準地處於節能模式，其中無感測器訊號產生，且因此亦不實行取樣。對應之所需功率P0係極少的，但仍然使得可能控制感測器元件。在切換至正常模式情況下，感測器元件2被致動，且產生連續電感測器訊號。需要之功率P1相對於節能模式被增加。感測器訊號之取樣在此狀況下各別地在各正常模式階段的末端時刻ti實行，且傳遞對應感測器資料Wi。為限制電力消耗，指定最大取樣速率，或類似地指定產生對應樣本值Wi之兩個取樣時刻ti之間的最小時間間隔T0。

在此處呈現之例示性具體實例中，致動持續時間對應於可預定的測試時間間隔Ttest，其中感測器訊號之目前頻譜訊號特性可各別地被再次判定。兩個測試時間間隔之間之時間間隔係最小時間間隔T0之多倍。用於產生樣本值之取樣頻率在此狀況下對應於節能模式與正常模式之間的切換頻率。根據本發明，取樣頻率以及因此正常模式與節能模式之時間比率是動態調整的。為此目的，記錄感測器訊號之頻譜訊號特性被連續地分析，以重新組態取樣速率、正常模式階段或工作週期之持續時間，及濾波器設定，及使它們適配分析之頻譜訊號特性。

圖6說明另一個例示性取樣模式，在此狀況下以常規時間間隔實行測試取樣頻率之過取樣，以判定感測器訊號之頻譜訊號特性。如同圖5之情況，感測器元件2僅在取樣期間被各別地置於正常模式中。感測器元件2首先以預定之初始取樣頻率操作。在固定地預定之時間間隔T1之後，各別地實行具增加之測試取樣頻率的過取樣，產生對應測試樣本值Ai。根據另外具體實例，過取樣之測試取樣頻率、測試時間間隔Ttest長度及/或過取樣之頻率，亦即測試時間間隔Ttest之間之時間間隔T1可變化，尤其在考慮已被判定之感測器訊號頻寬時較佳如此。藉助於對應測試樣本值Ai，裝置4分析感測器訊號之頻譜訊號特性，且判定感測器訊號之目前頻寬。

若測試樣本值Ai之分析顯露感測器訊號之頻譜屬性僅略微改變，則取樣速率可被保持或可選擇地降低。詳言之，此可為訊號頻寬小於取樣頻率一半之情況。然而，若測試時間間隔內部確定感測器訊號頻譜屬性之顯著改變，例如訊號頻寬超過取樣頻率一半，則取樣頻率被增加。以此方式，可動態地及迭代地對於感測器訊號之訊號分析，或對於感測器訊號之時間變化，適配取樣速率。可以此方式實現之效果為以需要之頻率取樣感測器訊號，但不更頻繁。

可在正常模式階段期間或節能模式階段期間，實行訊號特性之分析及取樣頻率之適配所需要之計算。較佳地，在取樣感測器訊號之後直接實行計算，使得其可自正常模式階段至少部分地擴展至後續節能模式階段中。

圖7說明另一例示性取樣模式，感測器元件2亦僅在此狀況下被不斷喚醒，亦即設定為正常模式，以便對感測器訊號取樣。在此例示性具體實例中，感測器訊號在各正常模式階段期間以增加之測試取樣頻率取樣。對於各正常模式階段，因此產生及分析測試樣本值Ai，以判定感測器訊號之頻譜訊號特性及感測器訊號之對應的目前頻寬。以此方式，在各單獨正常模式階段之後可動態地適配取樣速率。

圖8說明用於處理感測器2之連續感測器訊號的例示性方法的流程圖，其較佳可由描述之感測器系統1a實行。

在第一方法步驟S1中，確定使用之複數個參數的初始值。因此，指定最小取樣頻率、最大取樣頻率、取樣頻率初始值、測試時間間隔持續時間、測試取樣頻率值、第一容限值、第二容限值、第一適配因數及第二適配因數。全部參數可儲存於組態記憶體11中。進一步，目前取樣頻率被設定成取樣頻率初始值。

在第二方法步驟S2中，等待測試時間間隔之新資料。在方法步驟S3中，檢驗是否存在測試時間間隔之新資料，亦即是否已判定新測試樣本值。若情況為此，則在方法步驟S4中實行藉助於測試樣本值之感測器訊號頻率分析。詳言之，判定感測器訊號之頻寬。

在方法步驟S5中，作出關於目前取樣頻率是否比頻寬的兩倍大第一容限值的檢驗。若情況為此，則在方法步驟S6中，作出關於目前取樣頻率是否小於最大取樣頻率的檢驗。若情況為此，則在步驟S7中取樣頻率被降低。舉例而言，目前取樣頻率被降低至頻寬之兩倍與第一適配因數之和。

相反地，若目前取樣頻率不小於最大取樣頻率，則取樣頻率不改變，且任選地輸出目前取樣頻率過高之警報訊息(S8)。

若目前取樣頻率與目前判定頻寬之兩倍相比未高出可預定的第一容限值，則在方法步驟S9中，作出關於目前取樣頻率是否與目前判定之感測器訊號頻寬之兩倍相比小可預定的第二容限值的檢驗。若情況不為此，則目前取樣頻率保持無變化(S10)。另外，作出關於目前取樣頻率是否大於最小取樣頻率之檢驗(S11)。若情況不為此，則保持目前取樣頻率，且可視情況輸出目前取樣頻率過低之警報(S12)。在另一個情況中，取樣頻率被增加(S13)。舉例而言，目前取樣頻率可被設定為頻寬之兩倍與第二適配因數之和。

在取樣速率改變之情況下，取樣以新取樣頻率繼續。另外，訊號濾波器7及操作模式控制單元8可藉助於新取樣頻率被重新組態。經修改的組態可較佳被儲存於組態記憶體11中。

圖9說明時間資訊之例示性指派。因此，各樣本值W1至W7被指派對應的取樣時刻t1至t7。單獨樣本值W1至W7因此具有時戳，其包含讀出之各樣本值之取樣時刻。因此訊號之對應時間指派及正確解譯係可能的。舉例而言，取樣時刻t1至t7可藉由規定自預定、較佳已知之初始時刻的最小時間間隔T0之數目指定及儲存。

根據一個具體實例，可藉由感測器系統1之介面12，連同取樣時刻t1至t7發射樣本值W1至W7。藉助於瞭解樣本值W1至W7及取樣時刻t1至t7，可重建樣本值W1至W7之按時間順序正確之序列。

圖10說明時間資訊之另一個可能的指派。因此，對於取樣頻率改變之彼等樣本值W1至W7指派經修改的取樣頻率作為時間資訊。代替取樣時刻，根據此具體實例，暫存及儲存設定改變。在此狀況下，藉由規定最小時間 間隔T0之數目暫存取樣頻率之改變，直至下一個取樣過程。在圖10中所說明之實例中，藉由並非在兩個時間間隔T0之後，而是在四個時間間隔之後實行取樣，在第二樣本值之後減半取樣頻率。在第四樣本值之後，取樣頻率再次被增加，使得取樣在各時間間隔T0中實行，且其在第六樣本值之後再次被減半。伴隨對於取樣頻率改變之瞭解，可重建樣本值W1至W7之按時間順序正確之序列。

圖11藉助於頻率記錄說明感測器訊號重建，該記錄已如結合圖10闡述那樣被編譯。藉由對無樣本值的彼等倍數最小時間間隔T0內插記錄之樣本值，產生一系列按時間順序等距之訊號值Wi'。為此目的，用於內插之樣本值W1至W7在FIFO(先進先出)記憶體13中被緩衝，且補充有內插樣本值I1至I8。伴隨對取樣訊號之兩個訊號值Wi'之間的時間間隔之瞭解，可由此重建感測器訊號。對於進一步使用感測器資料之外部單元，感測器訊號實際上被取樣之取樣速率因此並非顯而易見的。感測器資料可因此以最大容許資料傳輸率被發送至外部單元。詳言之，記錄之樣本值可最初內部地儲存。當被讀取時，相應地對於外部單元產生及佈置額外的內插樣本值I1至I8，使得資料可藉由介面讀出。外部單元對感測器訊號之簡化評估係有利的，此係因為後者並不需要關於實際取樣速率的資訊。

圖12根據本發明之另一具體實例說明感測器系統1b之方塊圖。感測器系統1b基本上對應上文所述之感測器系統1a。感測器系統1b進一步包含裝置9，其經組態以藉助於記錄之樣本值產生具有可預定的頻率的一系列按時間順序的等距訊號值，且傳遞它們至上述FIFO記憶體，以用於樣本值W1至W7之緩衝。為此目的，裝置9根據結合圖11描述之方法產生內插之樣本值I1至I8，且自其產生一系列按時間順序等距之訊號值Wi'。

Claims (16)

1. 一種用於處理感測器(2)之連續感測器訊號的方法，其中以一取樣頻率取樣一感測器訊號，且藉此產生一系列時間上可分類的樣本值；其特徵在於該取樣頻率動態地適配該感測器訊號之時變頻譜訊號特性，且藉此產生之該等樣本值被指派時間資訊，該時間資訊允許該等樣本值之時間分類。
2. 如請求項1所述之方法，其特徵在於該感測器訊號之該等頻譜訊號特性被反覆地判定，特別是在常規時間間隔下或者分別在可預定數量的訊號取樣之後，且僅當該等頻譜訊號特性已顯著改變時才進行該取樣頻率之適配。
3. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於當目前取樣頻率比目前判定之感測器訊號頻寬的兩倍大一可預定的第一容限值時，降低該目前取樣頻率，且當目前取樣頻率比目前判定之感測器訊號頻寬的兩倍小一可預定的第二容限值時，增加該目前取樣頻率。
4. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於目前取樣頻率在一適配之情況下乘以一可預定的及/或可自動適配的適配因數。
5. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於該取樣頻率對目前判定之頻譜訊號特性之適配在複數個適配步驟中連續實行，且適配步驟之數目係可預定的及/或可變的。
6. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於該取樣頻率僅在一預定的有限頻率範圍內變化。
7. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於該感測器訊號在一可預定的及/或可自動適配的測試時間間隔內以一可預定的及/或可自動適配的測試取樣頻率取樣，以判定其頻譜訊號特性。
8. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於各樣本值被指派時間戳 資訊作為時間資訊，該時間戳資訊代表產生對應的樣本值的取樣時刻。
9. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於各樣本值被指派用於產生對應的樣本值的取樣頻率，及/或當該取樣頻率發生改變時該取樣頻率的變化作為時間資訊。
10. 如請求項1或2所述之方法，其中該等樣本值藉助於一訊號濾波器(7)濾波，其特徵在於該訊號濾波器(7)之濾波器設定的適配亦在該取樣頻率適配之情況下實行。
11. 如請求項1或2所述之方法，其中切換在至少兩個操作模式之間實行，亦即在產生該感測器訊號的樣本值的間隔的一正常模式，與不產生該感測器訊號的樣本值的間隔的一節能模式之間實行。
12. 如請求項1或2所述之方法，其特徵在於藉由內插該感測器訊號之該等樣本值，同時考慮所指派之時間資訊，產生具有一可預定的頻率的一系列按時間順序的等距訊號值。
13. 一種具有用於根據如請求項1至12中任一項所述之方法處理感測器訊號之裝置的感測器系統(1a；1b)，其至少包含：a.一感測器元件(2)，其用於記錄至少一個物理量測量及用於轉換此量測量為一連續電感測器訊號，b.用於以一可預定的取樣頻率取樣該感測器訊號以便產生該感測器訊號之樣本值之裝置(3)，其特徵在於c.用於分析該感測器訊號之該等頻譜訊號特性之裝置(4)，d.用於依據該感測器訊號的目前判定之頻譜訊號特性來適配該取樣頻率之裝置(5)，及e.用於指派時間資訊至該感測器訊號之該等樣本值之裝置(6)。
14. 如請求項13所述之感測器系統(1a；1b)，其具有用於該感測器訊號之該等樣本值的至少一個訊號濾波器(7)，其特徵在於用於依據目前取樣頻率適配該至少一個訊號濾波器(7)之濾波器設定之裝置。
15. 如請求項13或14所述之感測器系統(1a；1b)，其具有一操作模式控制單元(8)，其特徵在於用於依據該目前取樣頻率在至少兩個操作模式之間切換的裝置，特別是在產生該感測器訊號的樣本值的間隔的一正常模式，與不產生該感測器訊號的樣本值的間隔的一節能模式之間切換的裝置。
16. 如請求項13或14所述之感測器系統(1b)，其特徵在於裝置(9)，其用於藉由內插該感測器訊號之該等樣本值，同時考慮所指派之時間資訊，產生具有一可預定的頻率的一系列按時間順序的等距訊號值。