一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置和方法，該裝置包括濾波模塊、限幅模塊、放大模塊和整形模塊，其中，濾波模塊用于對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差模干擾成分，并發(fā)送給限幅模塊；限幅模塊用于將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，并發(fā)送給放大模塊；放大模塊用于將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾的抑制，并發(fā)送給整形模塊；整形模塊用于將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號。本發(fā)明技術(shù)方案中的處理裝置具有較好的通用性，對差模干擾的抑制能力很強(qiáng)，并具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
【專利說明】-種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置和方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)不僅能夠有效地提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，而且能夠靈活地優(yōu)化 發(fā)動機(jī)的排放性能。電控燃油噴射和點火控制是發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)的核也。對于電控燃 油噴射和點火控制來講，準(zhǔn)確地獲取發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和相位，尤其是相位，是非常重要的。
[0003] 然而，隨著車輛控制功能的日益復(fù)雜，轉(zhuǎn)速傳感器處理電路工作的電磁環(huán)境也越 來越復(fù)雜。因此，轉(zhuǎn)速傳感器處理電路需要具有很強(qiáng)的抗干擾能力。目前，針對轉(zhuǎn)速傳感器 的處理電路已經(jīng)有較為成熟的芯片。然而，經(jīng)過實際的測試發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，其 處理結(jié)果會出現(xiàn)錯誤，因此急需研發(fā)出一種新型強(qiáng)抗干擾磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置和方 法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理 裝置和方法，對差模干擾的抑制能力很強(qiáng)，并且具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較好的通用性。
[0005] 本發(fā)明提供了一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，包括濾波模塊、限幅模塊、放大模 塊和整形模塊，其中，
[0006] 濾波模塊用于對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差 模干擾成分，并發(fā)送給限幅模塊；
[0007] 限幅模塊用于將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，并發(fā)送給放大模 塊；
[0008] 放大模塊用于將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾 的抑制，并發(fā)送給整形模塊；
[0009] 整形模塊用于將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號。
[0010] 優(yōu)選地，所述濾波模塊進(jìn)一步包括第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2,磁電 式轉(zhuǎn)速傳感器的地線信號XI和信號線信號X2分別接入第一電阻R1和第二電阻R2,所述第 一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2組成RC低通濾波器，用于對所述地線信號XI和信號 線信號X2進(jìn)行濾波。
[0011] 優(yōu)選地，所述限幅模塊進(jìn)一步包括四個相同的二極管，即第一二極管D1、第二二極 管D2、第H二極管D3和第四二極管D4,所述第一二極管D1和第二二極管D2用于將地線信 號XI經(jīng)過濾波后的信號幅值限制在-VF到+VF，其中VF為第一二極管D1和第二二極管D2 的正向?qū)▔航?，第H二極管D3和第四二極管D4用于將信號線信號X2經(jīng)過濾波后的信號 幅值限制在-VF到+VF。
[0012] 優(yōu)選地，所述放大模塊是對稱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括H個相同的放大器、第H電阻R3 和六個阻值相同的電阻，H個相同的放大器是第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器 U3,六個阻值相同的電阻是第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第走電阻R7、第八電阻 R8和第九電阻R9,第一放大器U1用于放大地線信號XI經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大 器U3,第二放大器U2用于放大信號線信號X2經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3,第H 放大器U3用于對地線信號XI與信號線信號X2的合并信號狂2-X1)進(jìn)一步放大，第H電阻 R3用于調(diào)節(jié)第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍數(shù)，其中第H放大器 U3輸出的信號的電壓VU3與地線信號XI經(jīng)過限幅的信號的電壓VX1和信號線信號X2經(jīng)過 限幅的信號的電壓VX2滿足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
[0013] 優(yōu)選地，所述整形模塊進(jìn)一步包括第四放大器U4、第十電阻R10、第十一電阻R11、 第五二極管D5和第十二電阻R12,其中第四放大器U4、第十電阻R10和第十一電阻R11用 于將放大后的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為-Vcc到+VCC的方波信號，其中Vcc為5伏，第五二極管D5 和第十二電阻R12用于將-Vcc到+VCC的方波信號進(jìn)一步整形為0伏-5伏的方波信號。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，包括W下步驟：
[0015] 濾波模塊對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差模干 擾成分，并發(fā)送給限幅模塊；
[0016] 限幅模塊將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，并發(fā)送給放大模塊；
[0017] 放大模塊將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾的抑 巧||，并發(fā)送給整形模塊；
[0018] 整形模塊將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號。
[0019] 優(yōu)選地，所述濾波模塊對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速 信號的差模干擾成分，進(jìn)一步包括W下步驟：
[0020] 濾波模塊包括第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2 ;
[0021] 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的地線信號XI和信號線信號X2分別接入第一電阻R1和第二 電阻R2 ;
[0022] 所述第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2組成RC低通濾波器，對所述地線信 號XI和信號線信號X2進(jìn)行濾波。
[0023] 優(yōu)選地，所述限幅模塊將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，進(jìn)一步包 括W下步驟：
[0024] 限幅模塊包括第一二極管D1、第二二極管D2、第H二極管D3和第四二極管D4 ; [00巧]第一二極管D1和第二二極管D2將地線信號XI經(jīng)過濾波后的信號幅值限制在-VF 到+VF，其中VF為第一二極管D1和第二二極管D2的正向?qū)▔航担?br> [0026] 第H二極管D3和第四二極管D4將信號線信號X2經(jīng)過濾波后的信號幅值限制 在-VF 到 +VF。
[0027] 優(yōu)選地，所述放大模塊將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對 共模干擾的抑制，進(jìn)一步包括W下步驟：
[0028] 放大模塊是對稱結(jié)構(gòu)，包括H個相同的放大器、第H電阻R3和六個阻值相同的電 阻，H個相同的放大器是第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3，六個阻值相同的 電阻是第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第走電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9 ;
[0029] 第一放大器U1放大地線信號XI經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3 ;
[0030] 第二放大器U2放大信號線信號X2經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3 ;
[0031] 第H放大器U3對地線信號XI與信號線信號X2的合并信號狂2-X1)進(jìn)一步放大；
[0032] 第H電阻R3調(diào)節(jié)第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍數(shù)，其 中第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3與地線信號XI經(jīng)過限幅的信號的電壓VX1和信號 線信號X2經(jīng)過限幅的信號的電壓VX2滿足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
[0033] 優(yōu)選地，所述整形模塊將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號，進(jìn)一步 包括W下步驟：
[0034] 整形模塊包括第四放大器U4、第十電阻R10、第十一電阻R11、第五二極管D5和第 十二電阻R12 ;
[OCK35] 第四放大器114、第十電阻R10和第^ 電阻R11將放大后的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為-Vcc 到+Vcc的方波信號，其中Vcc為5伏；
[0036] 第五二極管D5和第十二電阻R12將-Vcc到+VCC的方波信號進(jìn)一步整形為0 伏-5伏的方波信號，其中，第四放大器U4的參考電平為化ef，從-Vcc翻轉(zhuǎn)為+VCC時 對應(yīng)的第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3的電壓為VinL，從+VCC翻轉(zhuǎn)為-Vcc時對 應(yīng)的第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3的電壓為Vi址，VinL、Vi址和化ef滿足：

【權(quán)利要求】
1. 一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，其特征在于，包括濾波模塊、限幅模塊、放大模塊 和整形模塊，其中， 濾波模塊用于對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差模干 擾成分，并發(fā)送給限幅模塊； 限幅模塊用于將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，并發(fā)送給放大模塊； 放大模塊用于將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾的抑 巧||，并發(fā)送給整形模塊； 整形模塊用于將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，其特征在于，所述濾波模 塊進(jìn)一步包括第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2,磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的地線信號XI 和信號線信號X2分別接入第一電阻R1和第二電阻R2,所述第一電阻R1、第一電容C1和第 二電阻R2組成RC低通濾波器，用于對所述地線信號XI和信號線信號X2進(jìn)行濾波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，其特征在于，所述限幅模 塊進(jìn)一步包括四個相同的二極管，即第一二極管D1、第二二極管D2、第H二極管D3和第 四二極管D4,所述第一二極管D1和第二二極管D2用于將地線信號XI經(jīng)過濾波后的信號幅 值限制在-VF到+VF，其中VF為第一二極管D1和第二二極管D2的正向?qū)▔航担贖二極 管D3和第四二極管D4用于將信號線信號X2經(jīng)過濾波后的信號幅值限制在-VF到+VF。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，其特征在于，所述放大模 塊是對稱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括H個相同的放大器、第H電阻R3和六個阻值相同的電阻，H個 相同的放大器是第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3，六個阻值相同的電阻是第 四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第走電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9,第一放大器 U1用于放大地線信號XI經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3,第二放大器U2用于放大 信號線信號X2經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3,第H放大器U3用于對地線信號XI 與信號線信號X2的合并信號狂2-X1)進(jìn)一步放大，第H電阻R3用于調(diào)節(jié)第一放大器U1、第 二放大器U2和第H放大器U3的放大倍數(shù)，其中第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3與地 線信號XI經(jīng)過限幅的信號的電壓VX1和信號線信號X2經(jīng)過限幅的信號的電壓VX2滿足： VU3=l+2(R4 / R3)(VX2-VX1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理裝置，其特征在于，所述整形模 塊進(jìn)一步包括第四放大器U4、第十電阻R10、第十一電阻R11、第五二極管D5和第十二電阻 R12,其中第四放大器U4、第十電阻R10和第十一電阻R11用于將放大后的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化 為-Vcc到+Vcc的方波信號，其中Vcc為5伏，第五二極管D5和第十二電阻R12用于將-Vcc 到+Vcc的方波信號進(jìn)一步整形為0伏-5伏的方波信號。
6. -種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，其特征在于，包括W下步驟： 濾波模塊對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差模干擾成 分，并發(fā)送給限幅模塊； 限幅模塊將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，并發(fā)送給放大模塊； 放大模塊將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾的抑制， 并發(fā)送給整形模塊； 整形模塊將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，其特征在于，所述濾波模 塊對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行濾波，消除轉(zhuǎn)速信號的差模干擾成分，進(jìn)一步 包括W下步驟： 濾波模塊包括第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2 ; 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的地線信號XI和信號線信號X2分別接入第一電阻R1和第二電阻 R2 ; 所述第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2組成RC低通濾波器，對所述地線信號XI 和信號線信號X2進(jìn)行濾波。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，其特征在于，所述限幅模 塊將濾波后的轉(zhuǎn)速信號的幅值限制到預(yù)設(shè)的范圍，進(jìn)一步包括W下步驟： 限幅模塊包括第一二極管D1、第二二極管D2、第H二極管D3和第四二極管D4 ; 第一二極管D1和第二二極管D2將地線信號XI經(jīng)過濾波后的信號幅值限制在-VF到 +VF，其中VF為第一二極管D1和第二二極管D2的正向?qū)▔航担? 第H二極管D3和第四二極管D4將信號線信號X2經(jīng)過濾波后的信號幅值限制在-VF 到 +VF。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，其特征在于，所述放大模 塊將限幅后的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行放大，提高轉(zhuǎn)速信號的幅值和對共模干擾的抑制，進(jìn)一步包括 W下步驟： 放大模塊是對稱結(jié)構(gòu)，包括H個相同的放大器、第H電阻R3和六個阻值相同的電阻， H個相同的放大器是第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3，六個阻值相同的電阻 是第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第走電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9 ; 第一放大器U1放大地線信號XI經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3 ; 第二放大器U2放大信號線信號X2經(jīng)過限幅的信號，并輸入第H放大器U3 ; 第H放大器U3對地線信號XI與信號線信號X2的合并信號狂2-X1)進(jìn)一步放大； 第H電阻R3調(diào)節(jié)第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍數(shù)，其中第 H放大器U3輸出的信號的電壓VU3與地線信號XI經(jīng)過限幅的信號的電壓VX1和信號線信 號X2經(jīng)過限幅的信號的電壓VX2滿足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種磁電式轉(zhuǎn)速傳感器處理方法，其特征在于，所述整形模 塊將放大的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成單片機(jī)處理的方波信號，進(jìn)一步包括W下步驟： 整形模塊包括第四放大器114、第十電阻310、第^ 電阻R11、第五二極管D5和第十二 電阻R12 ; 第四放大器114、第十電阻R10和第^ 電阻R11將放大后的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化為-Vcc到 +VCC的方波信號，其中Vcc為5伏； 第五二極管D5和第十二電阻R12將-Vcc到+VCC的方波信號進(jìn)一步整形為0 伏-5伏的方波信號，其中，第四放大器U4的參考電平為化ef，從-Vcc翻轉(zhuǎn)為+VCC時 對應(yīng)的第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3的電壓為VinL，從+VCC翻轉(zhuǎn)為-Vcc時對 應(yīng)的第H放大器U3輸出的信號的電壓VU3的電壓為Vi址，VinL、Vi址和化ef滿足： niA nin VinL= ow (-Fee- Vref) + Vref ；VinH = -Frc/) + ，通過選擇第十 RIO + RU i?10 + Wll 電阻R10、第^^一電阻R11和第四放大器U4的參考電平，增大翻轉(zhuǎn)區(qū)間VhL-VinH。
【文檔編號】G01P3/44GK104422785SQ201310401113
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】崔濤, 萬國強(qiáng), 胡美琦, 張付軍, 呂姣 申請人:北京理工大學(xué)