DE2843981C2 - Auswerteschaltung für elektrische Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerteschaltung für elektrische Signale, die in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, von einem induktiven Streufeldgeber geliefert werden und eine mit der Drehzahl steigende Amplitude aufweisen.

Die von einem induktiven Streufeldgeber gelieferten Signale können je nach der Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses von Null bis zu einigen Hundert Volt reichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteschaltung zu schaffen, durch welche das in seiner Amplitude stark schwankende Gebersignai mit Hilfe eines variablen Spannungsteilers derart geteilt wird, daß das Signal am Ausgang des Teilers auf eine fest vorgegebene Amplitude geregelt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Hierdurch wird erreicht, daß trotz starker Schwankungen des Eingangssignals ein Ausgangssignal für die Weiterverarbeitung zur Verfügung steht, welches eine durch den festen Schwellwert festgelegte, konstante Amplitude aufweist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der eiTindungsgemäßen Auswerteschaltung liegt darin, daß sie eine sehr hohe Störsicherhiet aufweist

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, dessen Prinzip-Schaltbild in F i g. 1 dargesteilt ist, näher beschrieben und erläutert F i g. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Die dargestellte Auswerteschaltung ist elektrische Signale bestimmt, die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten, induktiven Streuflußgeber geliefert werden, der beispielsweise dem Schwungrad-Zahnkranz der Brennkraftmaschine gegenübersteht

Ein solcher Streufeldgeber ist im Schaltbild bei C schematisch wiedergegeben, sein innerer Widerstand bei Λ/angedeutet An dem Geber G sind die Eingangsklemmen Ei und £2 der Auswerteschaltung angeschlossen, welcher über eine Plusleitung P Betriebsstrom aus einer nicht dargestellten Sammlerbatterie zugeführt wird, deren Minusklemme mit deren durchgehenden Minusleitung M und der Eingangsklemme £2 verbunden ist

Zwischen der Plusleitung P und der Minusleitung M ist ein fester Spannungsteiler vorgesehen, welcher aus den Widerständen R 2 und R 3 besteht, deren Verbindungspunkt mit dem invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers IC 1 verbunden ist Die über die Eingangsklemme E1 eingespeisten Gebersignale, deren Amplitude mit der Drehzahl der nicht dargestellten Brennkraftmaschine stark wächst, werden über einen Vorw'derstand R 1, zu dem eine für positive Signalhalbwellen undurchlässige Diode DX parallel liegt, dem nichtinvertierenden (+) Eingang des Operationsverstärkers IC 1 zugeführt An dem Ausgang dieses Operationsverstärkers ist die Anode einer zweiten Diode D 2 angeschlossen, deren Kathode zur Steuerelektrode eines als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Transistors 71 geführt und an einen ersten Kondensator Cl und einen zu diesem parallel geschalteten Ableitwiderstand R 5 angeschlossen ist Die Emitterelektrode des Transistors 7"1 ist ebenso wie der Widerstand R 5 und der Kondensator Cl an die gemeinsame Minusleitung M angeschlossen. Die Kollektorelektrode des Transistors TX ist mit einer Leitung 10 verbunden, welche einerseits zum Pluseingang des Operationsverstärkers /Cl und andererseits zum Minuseingang eines Komparator /C 2 führt. An diesem ist außerdem ein mit der Minusleitung M verbundener zweiter Kondensator C 2 angeschlossen. Vom Ausgang A des Komparator, an welchem die in ihrer Amplitude auf einen vorgegebenen Wert geregelten, für die Weiterverarbeitung bestimmten Ausgangssignale abgenommen werden können, führt ein Rückkopplungswiderstand RS zum Pluseingang des Komparators /C2 und zu einem Widerstand R 9, welcher mit der Minusleitung M in Verbindung steht.

Die beschriebene Auswerteschaltung arbeitet folgendermaßen:

Die Widerstände R 2 und R 3 bestimmen den Sollwert der geregelten Signalamplitude. Der Verstärker /Cl, die Diode D2 und der Kondensator Cl, dessen Spannung den Widerstandswert R, des Transistors TX bestimmt, regeln den variablen Spannungsteiler aus dem Widerstand R X und dem Widerstand Ri derart, daß der Istwert der Signalamplitude am nichtinvertierenden Eingang ( + ) des Operationsverstärkers /Cl gleich wird mit dem von R 2 und R 3 eingestellten Sollwert am invertierenden Eingang ( —). Der nunmehr auf den Spitzenwert des Eingangssignals geregelte Spannungsteiler R 1, Ri wird während einer Zeit r ~ CI χ R5 gehal-

ten. Der Komparator IC 2 vergleicht das geteilte Eingangssignal mit einer festen Schwellspannung, deren Wert und Hysterese bestimmt werden von den Widerständen R 8 und R 9. Für die Weiterverarbeining steht daher ein Ausgangssignal zur Verfugung, welches unabhängig von der jeweiligen Drehzahl eine konstante Amplitude hat

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der beschriebenen Auswerteschaltung ist ihre sehr hohe Störsicherheit, welche durch den Kondensator C2 bewirkt wird. Das geteilte Signal am invertierenden Eingang des !Comparators IC 2 ist mit einer signalabhängigen Zeitkonstante CZ (R₁JIRi + Al) behaftet. Besonders bei kleinen Eingangsspannungen, d.h. dann wenn hochfrequente Fremdstörungen, die in ihren Amplituden auch über dem Nutzsignal liegen können, unterdrückt werden sollen, ist die Filterwirkung der dann wirksamen Zeitkonstantf; C 2 χ (R 1 + Ri) besonders groß. Bei großen Eingangsspannungen, d.h. bei hohen Drehzahlen und demgemäß hohen Signalfrequenzen, wird die Filterwirkung des RC-Gliedes nicht mehr benötigt Die Schaltung muß jedoch auf die nun wesentlich kürzeren Eingangssignale schneller ansprechen. Da die Zeitkonstante C 2. (R-HiRi -i- R 1) sich bei hohen Eingangsspannungen auf C 2 Ar reduziert, wird die eben genannte Förderung nach raschem Ansprechen automatisch erfüllt. Die Schaltung arbeitet wie eben beschrieben, solange die Eingangsspannung positiv ist Anschließend werden wegen der Diode D1 sowohl die Signalteilung als auch die Filterung wirkungslos. Die negative Signalflanke schneidet dann mit großer Steilheit wie in F i g. 2 angedeutet die Zeitachse und definiert somit einen präzisen Triggerpunkt, welcher in F i g. 2 bei f, angedeutet ist. Dort ist mit unterbrochenen Linien 12 die am Pluseingang des Komparator liegende Schwellspannung angedeutet. Sie bestimmt den Triggerpunkt f« in welchem die Signalspannung Sdie Schwellspannung unterschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auswerteschaltung für elektrische Signale, die

in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, von einem induktiven Streufeldgeber geliefert werden und eine mit der Drehzahl steigende Amplitude aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Signalamplituden die Signale dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (IC2) zugeführt sind, daß der invertierende Eingang des Operationsverstärkers an einer festen, die Signalamplitude bestimmenden Vorspannung liegt, daß ferner an dem Ausgang des Opera- tionsverstärkers ein aus einem Kondensator (Cl) und einem Parallelwiderstand (R 5) bestehendes Zeitglied und die Steuerelektrode eines Transistors (7*1) angeschlossen ist, der mit seiner Steuerstrecke parallel zum Zeitglied angeordnet ist und mit seiner einen variablen Widerstand (Rt) bildenden Hauptstrecke in Reihe mit einem an dem Signalgeber (C) angeschlossenen Vorwiderstand (R 1) liegt, wobei an der mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbundenen Hauptstrecke des Kondensators ein zweiter Kondensator (C 2) und der invertierende Eingang eines Komparator (IC2) angeschlossen ist, dessen Ausgang (A) mit seinem nichtinvertierenden Eingang über einen ersten Teilerwiderstand (RV) verbunden ist, der mit einem zweiten Teilerwiderstand CA 9) in Reihe liegt und zusammen mit diesem eine fest eingestellte Triggerschwelle bildet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer festen Vorspan- nung am Operationsverstärker zwei Widerstände (R 2, R 3) in Reihe zueinander an eine Betriebsstromquelle angeschlossen und mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (IC 2) verbunden sind.