DE10324814A1

DE10324814A1 - Signal generator circuit for providing an analog measurement signal

Info

Publication number: DE10324814A1
Application number: DE2003124814
Authority: DE
Inventors: Bernd Tepass; Hans Partes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-23
Also published as: ITMI20040940A1; FR2855607B1; FR2855607A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Signalgeberschaltung (100) zum Bereitstellen eines analogen Messsignals (Ua). Traditionell enthalten derartige Signalgeberschaltungen eine analoge Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Amplitude eines Messsignals auf einen festen gewünschten Wert. Die bisherigen Begrenzungseinrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass sie keine Möglichkeit vorsehen, die Signalgeberschaltung und insbesondere deren Ausgangssignal an unterschiedliche Eingangsbereiche von nachgeschalteten Geräten anzupassen. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Begrenzungseinrichtung (140) so auszubilden, dass sie eine variable Einstellung der Amplitude des Messsignals auf einen gewünschten Maximalwert ermöglicht.The invention relates to a signal generator circuit (100) for providing an analog measurement signal (Ua). Traditionally, such signaling circuits contain an analog limiting device for limiting the amplitude of a measurement signal to a fixed, desired value. However, the previous limiting devices have the disadvantage that they do not provide any possibility of adapting the signal transmitter circuit and in particular its output signal to different input areas of downstream devices. In order to overcome this disadvantage, it is proposed according to the invention to design the limiting device (140) in such a way that it enables the amplitude of the measurement signal to be variably set to a desired maximum value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalgeberschaltung insbesondere aus dem Bereich der Kfz-Elektronik zum Bereitstellen eines analogen Messsignals, welches eine erfasste Messgröße repräsentiert.The The invention relates to a signal generator circuit, in particular from Area of automotive electronics for providing an analog measurement signal, which represents a measured variable.

Derartige Signalgeberschaltungen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Sie umfassen üblicherweise eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Messgröße und zum Ausgeben der Messgröße in Form eines analogen Sensorsignals, eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung zum Digitalisieren des Sensorsignals, eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung zum Aufbereiten des digitalen Sensorsignals und eine Digital/Analog-Wandlereinrichtung zum Digital/Analog-Wanlandeln des aufbereiteten digitalen Sensorsignals in das analoge Messsignal. Darüber hinaus umfassen die typischen Signalgeberschaltungen Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Amplitude des aufbereiteten digitalen Sensorsignals oder des Messsignals auf einen Wert, welcher kleiner oder gleich der Maximalamplitude einer Versorgungsspannung ist, mit welcher die Digital/Analog-Wandlereinrichtung betrieben wird.such Signal generator circuits are basically known in the prior art. They usually include a sensor device for recording the measured variable and for outputting the measured variable in the form an analog sensor signal, an analog / digital converter device for digitizing the sensor signal, a digital signal processing device for processing the digital sensor signal and a digital / analog converter device for digital / analog waving of the processed digital sensor signal into the analog measurement signal. Furthermore include the typical signaling circuit limiting device to limit the amplitude of the processed digital sensor signal or of the measurement signal to a value which is less than or equal to Maximum amplitude of a supply voltage with which the Digital / analog converter device is operated.

Beispielsweise werden bei Signalgeberschaltungen, deren Sensoreinrichtungen mit einer Spannung von 5 V versorgt werden, deren Ausgangsspannung am Ausgang der Digital/Analog-Wandlereinrichtung jedoch maximal 3,3 V betragen darf, die Begrenzungseinrichtungen so ausgelegt, dass sie eine gewünschte Begrenzung der Amplitude des Messsignals auf eine Maximalamplitude von 3,3 V realisieren.For example are used in signaling circuits whose sensor devices a voltage of 5 V are supplied, the output voltage at Output of the digital / analog converter device, however, a maximum of 3.3 V may be, the limiting devices designed so that you a desired Limitation of the amplitude of the measurement signal to a maximum amplitude of Realize 3.3 V.

In traditionellen Signalgeberschaltungen werden die Begrenzungseinrichtungen in analoger Schaltungstechnik zum Beispiel in Form einer Zenerdiode realisiert. Eine derartige Realisierung hat jedoch den Nachteil, dass die durch die Begrenzung reduzierte Maximalamplitude nur fest vorgebbar ist.In traditional signaling circuits become the limiting devices in analog circuit technology, for example in the form of a zener diode realized. However, such an implementation has the disadvantage that that the maximum amplitude reduced by the limitation is only fixed can be specified.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine bekannte Signalgeberschaltung zum Bereitstellen eines analogen Messsignals und insbesondere deren Begrenzungseinrichtung in der Weise weiterzubilden, dass eine einfache Adaption der Signalgeberschaltung an unterschiedliche Eingangsspannungsbereiche der der Signalgeberschaltung nachgeschalteten Geräte, welche das Messsignal als Eingangssignal empfangen, möglich ist.outgoing from this prior art it is the object of the invention to provide a Known signal generator circuit for providing an analog measurement signal and in particular to further develop their limiting device in such a way that a simple adaptation of the signaling circuit to different Input voltage ranges downstream of the signaling circuit Equipment, which receive the measurement signal as an input signal is possible.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Genauer gesagt erfolgt die Lösung für die einleitend beschriebene Signalgeberschaltung in der Weise, dass die Begrenzungseinrichtung ausgebildet ist, eine variable Einstellung des gewünschten Amplitudenwertes zu ermöglichen.This The object is achieved by the subject matter of patent claim 1. More accurate said the solution follows for the Signaling circuit described in the introduction in such a way that the limiting device is designed, a variable setting of the desired one To enable amplitude value.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Möglichkeit einer variablen Einstellung der gewünschten Maximalamplitude des Messsignals bietet den Vorteil, dass ein und dieselbe Signalgeberschaltung auf einfache Weise an unterschiedliche Eingangsspannungserfordernisse von ihr nachgeschalteten Geräten, insbesondere Steuergeräten in Kraftfahrzeugen, angepasst werden kann; die nachgeschalteten Geräte empfangen das von der Signalgeberschaltung ausgegebene Messsignal als Eingangssignal. Die unterschiedlicher. Eingangsspannungsbereiche bei den nachgeschalteten Geräten können zum einen bedingt sein durch unterschiedliche Erfassungs- und Auswerteschaltungen sowie durch in den Geräten verwendete verschiedene Rechnergenerationen mit embedded A/D-Wandlern. Aufgrund der erfindungsgemäßen variablen Einstellbarkeit der gewünschten Maximalamplitude ist es möglich, dass die Signalgeberschaltungen grundsätzlich unverändert über mehrere Geräte- oder Rechnergenerationen verwendet werden können.The possibility a variable setting of the desired maximum amplitude of the Measurement signal offers the advantage that one and the same signal generator circuit in a simple way to different input voltage requirements from downstream devices, especially control units in Motor vehicles, can be customized; receive the downstream devices the measurement signal output by the signal generator circuit as an input signal. The different. Input voltage ranges for the downstream devices can on the one hand due to different acquisition and evaluation circuits and through in the devices used different computer generations with embedded A / D converters. Because of the variable according to the invention Adjustability of the desired Maximum amplitude it is possible that the signal generator circuits are basically unchanged over several Equipment- or generations of computers can be used.

Eine digitale Ausbildung der Begrenzungseinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine weniger voluminöse Bauweise der Begrenzungseinrichtung, insbesondere dann, wenn die Begrenzungseinrichtung als integrierter Schaltkreis realisiert wird. Die beanspruchte Ausbildung und Anordnung der Begrenzungseinrichtung ermöglicht weiterhin vorteilhafterweise eine Anpassung der Signalgeberschaltung an unterschiedliche Eingangsspannungsbereiche von nachgeschalteten Geräten, ohne dass dafür die digitale Signalverarbeitungseinrichtung innerhalb der Signalgeberschaltung verändert oder gar ausgetauscht werden müsste. Außerdem ermöglicht die digitale Realisierung der erfindungsgemäßen Begrenzungseinrichtung ein sehr präzise Einstellung des gewünschter Amplitudenwertes.A digital design of the limiting device advantageously allows a less voluminous Construction of the limiting device, especially if the Limiting device is implemented as an integrated circuit. The claimed design and arrangement of the limiting device allows further advantageously an adaptation of the signal generator circuit different input voltage ranges from downstream Devices, without it the digital signal processing device within the signal generator circuit changed or would have to be replaced. Moreover allows the digital implementation of the limiting device according to the invention a very precise Setting the desired one Amplitude value.

Die beanspruchte Ausgestaltung der Begrenzungseinrichtung bietet vorteilhafterweise eine einfache Möglichkeit zur Einstellung der gewünschten Maximalamplitude des Messsignals. Diese Einstellung kann beispielsweise werkseitig vorgenommen werden.The claimed design of the limiting device advantageously offers an easy way to set the desired Maximum amplitude of the measurement signal. For example, this setting be made at the factory.

Die Begrenzungseinrichtung kann wahlweise zusammen mit der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung oder separat beispielsweise auf einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit) realisiert sein.The Limiting device can optionally together with the digital Signal processing device or separately, for example on an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die der Beschreibung beigefügten zwei Figuren detailliert beschrieben, wobeiThe The invention is described below with reference to an exemplary embodiment to those attached to the description two figures described in detail, whereby

1 eine Signalgeberschaltung; und 1 a signaling circuit; and

2 den Aufbau einer Begrenzungseinrichtung zeigt. 2 shows the structure of a limiting device.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

1 veranschaulicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Signalgeberschaltung 100. Diese umfasst eine Sensoreinrichtung 110 zum Erfassen einer Messgröße und zum Ausgeben dieser Messgröße in Form eines analogen Sensorsignals. Innerhalb der Signalgeberschaltung 100 ist der Sensoreinrichtung 110 eine Analog/Digital-Wandlereinrichtung 120 nachgeschaltet zur Digitalisierung des analogen Sensorsignals. Der Einrichtung 120 ist eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung 130 nachgeschaltet zum Aufbereiten des digitalen Sensorsignals. 1 illustrates the structure of a signal generator circuit according to the invention 100 , This includes a sensor device 110 for recording a measured variable and for outputting this measured variable in the form of an analog sensor signal. Within the signal circuit 100 is the sensor device 110 an analog / digital converter device 120 downstream for digitizing the analog sensor signal. The establishment 120 is a digital signal processing device 130 downstream for processing the digital sensor signal.

Das digitalisierte und aufbereitete Sensorsignal wird erfindungsgemäß einer digitalen Begrenzungseinrichtung 140 zugeführt. Diese Begrenzungseinrichtung 140 ist erfindungsgemäß vorzugsweise digital ausgebildet und begrenzt die Amplitude des Messsignals U_a, das heißt des Ausgangssignals der Signalgeberschaltung 100 auf einen variabel einstellbaren gewünschten Maximalwert. Am Ausgang der Begrenzungseinrichtung 140 liegt ein in seiner Amplitude begrenztes aufbereitetes digitales Sensorsignal an, welches einer Digital/Analog-Wandlereinrichtung 150 zugeführt wird, um durch diese in das analoge Messsignal als Ausgangssignal der Signalgeberschaltung 100 gewandelt zu werden.The digitized and processed sensor signal is, according to the invention, a digital limiting device 140 fed. This limiting device 140 is preferably designed digitally and limits the amplitude of the measurement signal U _a , that is, the output signal of the signal generator circuit 100 to a variably adjustable desired maximum value. At the exit of the limiting device 140 there is a conditioned digital sensor signal limited in its amplitude, which a digital / analog converter device 150 is fed through this into the analog measurement signal as the output signal of the signal generator circuit 100 to be changed.

2 zeigt beispielhaft einen möglichen Aufbau der erfindungsgemäßen Begrenzungseinrichtung 140. Sie umfasst eine digitale Komparatoreinrichtung 142 zum Vergleichen des empfangenen aufbereiteten digitalen Sensorsignals, wie es von der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 130 ausgegeben wird, mit einem vorgegebenen konstanten Schwellenwert Th, welcher die gewünschte Maximalamplitude repräsentiert. Die digitale Komparatoreinrichtung 142 erzeugt ein Steuersignal S als Ausgangssignal, welches das Ergebnis dieses Vergleiches repräsentiert. Das Steuersignal S dient zur Ansteuerung einer Schalteinrichtung 144. Diese bewirkt im Ansprechen auf das Steuersignal eine Ausgabe des unveränderten aufbereiteten digitalen Sensorsignals auf die nachgeschaltete Digital/Analog-Wandlereinrichtung 150, wenn die Amplitude des aufbereiteten digitalen Sensorsignals kleiner als der Schwellenwert Th ist. Im anderen Fall, das heißt wenn die Amplitude des aufbereiteten digitalen Sensorsignals größer oder gleich diesem Schwellenwert Th ist, bewirkt die Schalteinrichtung 144, wiederum im Ansprechen auf das Steuersignal, eine Ausgabe des konstanten Schwellenwertes auf die Digital/Analog-Wandlereinrichtung 150. Der Schwellenwert entspricht also der gewünschten Maximalamplitude; durch seine Veränderung ist die gewünschte Maximalamplitude hoch genau einstellbar. Die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 130 ist vorzugsweise als ASIC ausgebildet. Die digitale Begrenzungseinrichtung 140 ist vorzugsweise zusammen mit der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 130 auf dem ASIC realisiert. 2 shows an example of a possible structure of the limiting device according to the invention 140 , It comprises a digital comparator device 142 for comparing the received processed digital sensor signal as it is from the digital signal processing device 130 is output, with a predetermined constant threshold value Th, which represents the desired maximum amplitude. The digital comparator device 142 generates a control signal S as an output signal, which represents the result of this comparison. The control signal S is used to control a switching device 144 , In response to the control signal, this causes the unchanged, processed digital sensor signal to be output to the downstream digital / analog converter device 150 , if the amplitude of the processed digital sensor signal is less than the threshold Th. In the other case, that is to say if the amplitude of the processed digital sensor signal is greater than or equal to this threshold value Th, the switching device 144, in response to the control signal again, outputs the constant threshold value to the digital / analog converter device 150 , The threshold value therefore corresponds to the desired maximum amplitude; the desired maximum amplitude can be adjusted with great precision by changing it. The digital signal processing device 130 is preferably designed as an ASIC. The digital limiting device 140 is preferably together with the digital signal processing device 130 realized on the ASIC.

Claims

Signal generator circuit ( 100 ) for providing an analog measurement signal (Ua), which represents a measured variable, comprising: - a sensor device ( 110 ) for recording the measured variable; and - a limiting device ( 140 ) to limit the amplitude of the measurement signal to a desired value; characterized in that the limiting device ( 140 ) is designed to enable a variable setting of the desired limit value.

Signal generator circuit ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 110 ) outputs the measured variable recorded by it in the form of an analog sensor signal and that the signal generator circuit ( 100 ) further comprises: - an analog / digital converter device ( 120 ) to digitize the sensor signal; - a digital signal processing device ( 130 ) for processing the digital sensor signal; and - a digital / analog converter device ( 150 ) for digital / analog conversion of the processed digital sensor signal into the analog measurement signal (Ua); the limiting device ( 140 ) digitally designed and in series between the digital signal processing device ( 130 ) and the digital / analog converter device ( 150 ) is switched.

Signal generator circuit according to claim 2, characterized in that the digital limiting device ( 140 ) has: - a digital comparator circuit ( 142 ) for comparing the received processed digital sensor signal with a predetermined threshold value (Th), which represents the desired maximum amplitude for the measurement signal, and for outputting a control signal (S), which represents the result of this comparison; and - a switching device ( 144 ), controlled by the control signal (S), to output the unchanged processed digital sensor signal to the digital / analog converter device ( 150 ) if the amplitude of the processed digital sensor signal is less than the threshold value (Th); or to output the threshold value (Th) to the digital / analog converter device ( 150 ) when the amplitude of the processed digital sensor signal is greater than or equal to the threshold value (Th).

Signal generator circuit ( 100 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the digital signal processing device ( 130 ) is in the form of an ASIC.

Signal generator circuit ( 100 ) according to claim 4, characterized in that the digital limiting device ( 140 ) together with the digital signal processing device ( 130 ) on which ASIC is implemented.