專利名稱：獲得輸出信號(hào)的電路裝置和方法和含此電路裝置的旋轉(zhuǎn)速度測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得輸出信號(hào)的電路裝置。本發(fā)明還涉及一種包括這樣的電路裝置的旋轉(zhuǎn)速度測量設(shè)備并涉及一種從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得輸出信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
從Valvo公司于1986年5月11日以“磁場傳感器KMZ 10的使用(Uses of magnetic field sensors KMZ 10)”為標(biāo)題出版的文件“Technical Information TI 861105”的5.6部分和相關(guān)的附圖3.3中可以了解一種用于測量旋轉(zhuǎn)速度的裝置，該裝置包括磁阻磁場傳感器和用作編碼器的磁的或可磁化的齒輪，該裝置提供實(shí)際上為正弦的輸出電壓。利用齒輪的齒數(shù)以及因此利用編碼器的磁極數(shù)，輸出電壓的瞬時(shí)分辨率也會(huì)在編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)期間得到提高，而這在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)中檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)尤為重要。
因?yàn)橛糜跍y量旋轉(zhuǎn)速度的此類裝置中所使用的模塊正被小型化，所以要由傳感器來采樣的編碼器(例如齒輪)也變得越來越小。如果齒數(shù)(即編碼器的磁極)保持不變以便在編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)期間保持輸出電壓的分辨度恒定，那么通常更普遍地稱為編碼器的模塊的齒的尺寸或齒距必須同樣被制作得較小。但是，結(jié)果，磁場傳感器中可用于信號(hào)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度也被降低。為了對(duì)這種降低做出補(bǔ)償，同樣必須減小編碼器和磁場傳感器(通常設(shè)計(jì)為氣隙)之間的距離。
但是，大多數(shù)應(yīng)用中不可接受這種氣隙減小。例如，在用于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度傳感器的情況下，減小的氣隙一方面將導(dǎo)致對(duì)制造公差要求的提高，并也導(dǎo)致更高的機(jī)械靈敏度和過失賠償責(zé)任。盡管編碼器被制造得較小，但因此編碼器的模塊卻比不必做得較小。如果減少齒數(shù)(即編碼器的磁極)，則可因此實(shí)現(xiàn)編碼器尺寸的減小。但是，這意味著磁場傳感器的輸出電壓分辨度在編碼器運(yùn)作期間會(huì)有不希望的下降，因?yàn)榫幋a器的磁極代表后者更大的旋轉(zhuǎn)角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電路裝置，用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得輸出信號(hào)，該電路裝置可被用來實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的至少不變或增加的分辨度，同時(shí)包含交流分量的信號(hào)具有一個(gè)有限分辨度。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供包括這種電路裝置的旋轉(zhuǎn)速度測量設(shè)備并也提供一種從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得這種輸出信號(hào)的方法。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得輸出信號(hào)的電路裝置來實(shí)現(xiàn)，所述電路裝置包括提供這一信號(hào)的信號(hào)源；用于確定該信號(hào)最大值的第一峰值檢測設(shè)備；用于確定信號(hào)最小值的第二峰值檢測設(shè)備；用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合(additive linking)信號(hào)、最大值和最小值來獲得第一合成信號(hào)的第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}其中K1為可自由選取的第一常數(shù)因子；用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合最大值和最小值來獲得第二合成信號(hào)的第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備V2＝(Vmax-Vmin)*K2，其中K2為可自由選取的第二常數(shù)因子；用于乘方第一合成信號(hào)的第一乘方設(shè)備、用于乘方第二合成信號(hào)的第二乘方設(shè)備；以及用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)與所乘方的第二合成信號(hào)來獲得輸出信號(hào)的第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}，其中K3為可自由選取的第三常數(shù)因子。
此情況下，Vs為包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)，Vmax為其最大值且Vmin為其最小值，V1為第一合成信號(hào)，V2為第二合成信號(hào)且Va為輸出信號(hào)。
本發(fā)明基于以下的認(rèn)識(shí)通過乘方包括交流分量的信號(hào)、特別是包含至少基本諧波的交流分量的信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)倍頻，以致所乘方的信號(hào)包含具有雙倍所述交流分量的頻率的信號(hào)分量(在此下面也稱為諧波)。然而，在這種情況下，對(duì)后者進(jìn)行乘方期間，信號(hào)中的偏移分量產(chǎn)生具有所述交流分量頻率的附加分量(在此下面也稱為基波分量)，必須考慮上述事實(shí)導(dǎo)致的難度。但是，在這樣的乘方信號(hào)中很難分離基波和諧波，特別是如果交流分量的頻率變化，如例如在用于測量旋轉(zhuǎn)速度的前述裝置的應(yīng)用中的情況。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置和方法以簡單的方式克服了這些困難。相應(yīng)地，在乘方之前，對(duì)信號(hào)中的偏移分量實(shí)施補(bǔ)償，以致乘方不產(chǎn)生基波。由乘方所產(chǎn)生的信號(hào)中保留的常數(shù)分量隨后被移除，以致僅獲得諧波作為輸出信號(hào)。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理步驟獨(dú)立于該信號(hào)的所述交流分量的頻率。因此，以相同的可靠度生成一直到零的所有頻率的輸出信號(hào)。在由用于測量旋轉(zhuǎn)速度的裝置所提供的一種用于處理信號(hào)的應(yīng)用中，這意味著，即使在直到停止的低旋轉(zhuǎn)速度下，根據(jù)本發(fā)明的電路裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法仍提供理想的結(jié)果。這在涉及安全的應(yīng)用中或特別是交通工具技術(shù)中尤為重要。
使用信號(hào)處理路徑中的電容耦合對(duì)信號(hào)中常量和交流分量進(jìn)行傳統(tǒng)分離無法達(dá)到本發(fā)明所提供的優(yōu)點(diǎn)。首先，電容耦合通常依賴于頻率，并且此處必要的甚至低頻的信號(hào)的處理要求非常大的電容器，而不允許緊湊的設(shè)計(jì)。其次，信號(hào)的常量和交流分量的電容分離自身無法解決通過使編碼器更小所帶來的問題。此外，借助電容耦合而在沒有附加濾波的情況下不可能區(qū)分基波和諧波。
在這種情況下，本發(fā)明不局限于通過磁阻磁場傳感器提供包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)。更確切地，本發(fā)明能夠被通用在需要以在大頻域范圍上的高可靠度和低支出對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行加倍的任何地方。一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是傳感器技術(shù)中，并且特別是傳感器信號(hào)的評(píng)估中。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案，由傳感器設(shè)備形成信號(hào)源。這個(gè)傳感器設(shè)備被優(yōu)選地設(shè)計(jì)為磁阻傳感器設(shè)備，例如被設(shè)計(jì)為所謂的傳統(tǒng)AMR磁力計(jì)電橋。同本發(fā)明協(xié)同使用的編碼器可以是具有或不具有固有磁化的無源或有源編碼器。諸如霍爾元件的其它磁電轉(zhuǎn)換器也可被用作包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)的信號(hào)源。
根據(jù)本發(fā)明，有利地利用上述根據(jù)本發(fā)明類型的電路裝置來設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)速度測量設(shè)備。由此，既便給定非常緊湊的設(shè)計(jì)、特別是編碼器的緊湊設(shè)計(jì)，所測量的旋轉(zhuǎn)速度也可達(dá)到良好的分辨度。
根據(jù)本發(fā)明的、用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)中獲得輸出信號(hào)的方法有利地包括以下方法步驟
—確定信號(hào)的最大值，—確定信號(hào)的最小值，—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合信號(hào)、最大值和最小值來獲得第一合成信號(hào)V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合最大值和最小值來獲得第二合成信號(hào)V2＝(Vmax-Vmin)*K2—乘方第一合成信號(hào)，—乘方第二合成信號(hào)，以及—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)與所乘方的第二合成信號(hào)來獲得輸出信號(hào)Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}在這種情況下，上述方程中Vs為包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)，Vmax為其最大值，且Vmin為其最小值，V1為第一合成信號(hào)，V2為第二合成信號(hào)，Va為輸出信號(hào)，且K1、K2和K3分別為可自由選取的第一、第二和第三常數(shù)因子。
而且，根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的擴(kuò)展使得可能以簡單方式使頻率通過相應(yīng)提供多個(gè)設(shè)備來倍增，特別是第一峰值檢測設(shè)備、第二峰值檢測設(shè)備、第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備和第一乘方設(shè)備的組合，這些組合以階梯網(wǎng)絡(luò)彼此連接。在這個(gè)階梯網(wǎng)絡(luò)中，信號(hào)交替地?cái)[脫了偏移和常數(shù)分量，且剩余的交流分量被乘方。在相應(yīng)設(shè)計(jì)的方法中，下列信號(hào)處理步驟—確定信號(hào)的最大值，—確定信號(hào)的最小值，—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合信號(hào)、最大值和最小值來獲得第一合成信號(hào)V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}—和乘方該第一合成信號(hào)如相應(yīng)需要頻繁地被執(zhí)行。僅在這些方法步驟的最后一次循環(huán)處附加下列步驟，借助這些步驟獲得輸出信號(hào)—通過根據(jù)以下形式的規(guī)則加性結(jié)合最大值與最小值獲得第二合成信號(hào)V2＝(Vmax-Vmin)*K2—乘方第二合成信號(hào)，以及—根據(jù)以下形式的規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)與所乘方的第二合成信號(hào)Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}


將參考附圖中所示實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于這些示例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實(shí)施例的第一簡單示例。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實(shí)施例的第二通用示例。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實(shí)施例的第三通用示例。
具體實(shí)施例方式
圖1中所示的實(shí)施例的第一示例包括信號(hào)源1，該信號(hào)源1例如由被設(shè)計(jì)為惠斯通電橋電路的磁阻傳感器設(shè)備形成，且如圖中示意性示出的，該信號(hào)源1包括四個(gè)磁場敏感電阻器元件。信號(hào)源1被連接到第一峰值檢測設(shè)備2的輸入、第二峰值檢測設(shè)備3的輸入以及第一加法器6的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入。第一加法器6的輸入處標(biāo)注的符號(hào)“+”意味著，此處所施加的信號(hào)被增加到第一加法器6的輸出信號(hào)中。信號(hào)源1將包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)Vs提供給所述輸入。為了清楚起見，圖中在方括號(hào)內(nèi)示出電路裝置中出現(xiàn)的信號(hào)的參考標(biāo)記。
以本身公知的方式設(shè)計(jì)第一峰值檢測設(shè)備2，以致該第一峰值檢測沒備2確定信號(hào)Vs的最大值Vmax，也就是說其輸入處的信號(hào)Vs的正峰值。在其輸出處這被輸出。該輸出被連接到一個(gè)電路的輸入上，在該電路中將供給其的信號(hào)的信號(hào)值減半。因此，下面將這個(gè)電路稱為第一平分電路且標(biāo)有參考標(biāo)記4。最大值Vmax被提供到第一平分電路4的輸入；在其輸出輸出被平分的信號(hào)值、即1/2*Vmax。
在同樣本身公知的可比較的方式，第二峰值檢測設(shè)備3被設(shè)計(jì)，以致確定信號(hào)Vs的最小值Vmin，即其輸入處的信號(hào)Vs的負(fù)峰值。在其輸出處這被輸出。該輸出被連接到第二平分電路5的輸入，其中供給該平分電路5的信號(hào)的信號(hào)值也被減半。最小值Vmin被供給第二平分電路5的輸入；在其輸出輸出被平分的信號(hào)值、即1/2*Vmin。
第一平分電路4的輸出被連接到第一加法器6的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入。第一加法器6的輸入處標(biāo)注的符號(hào)“-”意味著，此處所施加的信號(hào)被從第一加法器6的輸出信號(hào)中減掉。相應(yīng)地，第二平分電路5的輸出被連接到第一加法器6的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第三輸入，以致此處施加的信號(hào)同樣被從第一加法器6的輸出信號(hào)中減掉。
在圖1中所示實(shí)施例的示例中，第一和第二平分電路4和5以及第一加法器6的組合被稱為第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備。它被用來根據(jù)以下規(guī)則獲得第一合成信號(hào)V1V1＝Vs-(Vmax+Vmin)/2，在由第一加法器6的輸出端所形成的其輸出端處輸出該第一合成信號(hào)V1。
第一加法器6的輸出被連接到第一乘方設(shè)備8的輸入，用于乘方第一合成信號(hào)V1；在所述第一乘方設(shè)備的輸出端輸出對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方(V1)2的信號(hào)。
第一平分電路4的輸出還被連接到第二加法器7的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端。因此，此處施加的信號(hào)1/2*Vmax被加入到第二加法器7的輸出信號(hào)中。
相應(yīng)地，第二平分電路5的輸出被連接到第二加法器7的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致此處施加的信號(hào)1/2*Vmin被從第二加法器7的輸出信號(hào)中減掉。
在實(shí)施例的本示例中，第一和第二平分電路4和5以及第二加法器7的組合被稱為第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來根據(jù)以下規(guī)則獲得第二合成信號(hào)V2V2＝(Vmax-Vmin)/2在由第二加法器7的輸出端所形成的其輸出端處輸出該第二合成信號(hào)。
第二加法器7的輸出被連接到用于乘方該第二合成信號(hào)V2的第二乘方設(shè)備9的輸入端；在所述第二乘方設(shè)備的輸出端輸出對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)。
圖1中所示實(shí)施例的示例還包括由第三平分電路10和第三加法器11所形成的第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備。在此情況下，第三平分電路10的輸入被連接到第二乘方設(shè)備9的輸出端。對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)被供給第三平分電路10的輸入端。由此，在第三平分電路10的輸出端處輸出具有信號(hào)值1/2*(V2)2的信號(hào)。
第三平分電路10的輸出被連接到第三加法器11的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端，以致此處施加的信號(hào)1/2*(V2)2被加入到第三加法器11的輸出信號(hào)中。相應(yīng)地，第一乘方設(shè)備8的輸出被連接到第三加法器11的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致此處施加的對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方的信號(hào)(V1)2被從第三加法器11的輸出信號(hào)中減掉。然后，第三加法器11的輸出信號(hào)通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)(V1)2與所乘方的第二合成信號(hào)(V2)2形成Va＝1/2*(V2)2-(V1)2第三加法器11的這個(gè)輸出信號(hào)在所述電路裝置的輸出終端12處可作為其輸出信號(hào)Va被得到。
在根據(jù)上述實(shí)施例的示例的電路裝置的修改中，可由比較器電路代替第三加法器11，把來自第三平分電路10輸出的信號(hào)1/2*(V2)2供給該比較器電路的非反相輸入，且把來自第一乘方設(shè)備8的輸出端的信號(hào)(V1)2供給其反相輸入。然后，在該比較器電路的輸出端輸出根據(jù)所述規(guī)則所形成的輸出信號(hào)Va。
在圖1中所示實(shí)施例的示例的另一修改中，包括第二加法器7、第二乘方設(shè)備9、第三平分電路10以及第三加法器11的所述組合可由以下裝置代替，其由第一峰值檢測設(shè)備2、第二峰值檢測設(shè)備3和第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備4、5、6的組合形成，該裝置的輸入被連接到第一乘方設(shè)備8的輸出端，且該裝置的輸出形成所述電路裝置的輸出終端12。由此，同樣可從乘方信號(hào)中移除常數(shù)分量。
為了使頻率實(shí)現(xiàn)兩倍以上的倍增，還可對(duì)上述電路裝置補(bǔ)充另外的電路級(jí)。例如，可將信號(hào)源1的輸出與輸出終端12之間的圖中所示的配置以階梯網(wǎng)絡(luò)加入兩次或多次。在這個(gè)方案的修改中，如在圖中通過第一峰值檢測設(shè)備2、第二峰值檢測設(shè)備3、第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備4、5、6以及第一乘方設(shè)備8的組合示出的多級(jí)可能以階梯網(wǎng)絡(luò)互相連接。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實(shí)施例的第二示例，其中前述信號(hào)處理步驟已被修改，并且將可自由選取的常數(shù)因子增加到信號(hào)路徑和用來實(shí)施它們的信號(hào)結(jié)合操作中。在此，與圖1中所示實(shí)施例的第一示例有關(guān)地闡述的電路元件再次被配以相同的參考標(biāo)記。
在圖2中所示實(shí)施例的示例中，第四放大電路71被連接到第一和第二平分電路4、5以及第一加法器6組成的另外不變的組合的下游，該第四放大電路71的輸入被連接到第一加法器6的輸出并將供給其輸入的信號(hào)放大因子K1后在其輸出端輸出。在這個(gè)裝置中，第一和第二平分電路4和5、第一加法器6和第四放大電路71的組合形成第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來獲得根據(jù)以下規(guī)則形成的第一合成信號(hào)V1V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}，在由第四放大電路71的輸出端形成的第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備4、5、6、71的輸出端處輸出這一信號(hào)。
以已經(jīng)參考圖1描述的方式將第四放大電路71的輸出連接到第一乘方設(shè)備8的輸入端，用于乘方第一合成信號(hào)V1；在所述第一乘方設(shè)備的輸出端處輸出對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方(V1)2的信號(hào)。
此外，在圖2中，第一峰值檢測設(shè)備2的輸出直接被直接連接到第二加法器7的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端。因此，此處施加的信號(hào)Vmax被加入到第二加法器7的輸出信號(hào)中。相應(yīng)地，第二峰值檢測設(shè)備3的輸出直接被連接到第二加法器7的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致此處施加的信號(hào)Vmin被從第二加法器7的輸出信號(hào)中減掉。
在圖2中所示實(shí)施例的示例中，第五放大電路72被連接到第二加法器7的下游，該第二放大電路72的輸入被連接到第二加法器7的輸出并將供給其輸入的信號(hào)按照因子K2放大后在其輸出端輸出。在這一裝置中，第二加法器7和第五放大電路72的組合形成第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來獲得根據(jù)以下規(guī)則形成的第二合成信號(hào)V2V2＝(Vmax-Vmin)*K2，在由第五放大電路72的輸出端形成的第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備7、72的輸出端輸出這一信號(hào)。
第五放大電路72的輸出被連接到第二乘方設(shè)備9的輸入，用于乘方第二合成信號(hào)V2；在所述第二乘方設(shè)備的輸出端處輸出對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)。
因子K1和K2具有任意可選常數(shù)值，該常數(shù)值甚至可以小于1。
在圖2中所示的電路裝置中，第八放大電路100取代第三平分電路10，該第八放大電路100的輸入被連接到第二乘方設(shè)備9的輸出端，且其中將因子(1/8)*(K1/K2)2相應(yīng)地乘以對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)，該因子(1/8)*(K1/K2)2現(xiàn)在通常通過將因子K1和K2增加到合成信號(hào)V1和V2中而不同于1/2。在第八放大電路100的輸出端處輸出因此形成的信號(hào)(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2，該第八放大電路100的輸出現(xiàn)在取代第三平分電路10的輸出而被連接到第三加法器11的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸出端，以致此處施加的信號(hào)(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2被加入到第三加法器11的輸出信號(hào)中。第一乘方設(shè)備8的輸出被不變地連接到第三加法器11的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致同樣根據(jù)圖2，對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方的信號(hào)(V1)2被從第三加法器11的輸出信號(hào)中減掉。
在圖2中所示實(shí)施例的示例中，第九放大電路101被連接到第三加法器11的下游，該第九放大電路101的輸入被連接到第三加法器11的輸出端并將供給其輸入的信號(hào)按照因子K3放大后在其輸出端輸出。在這個(gè)裝置中，第八放大電路100、第三加法器11和第九放大電路101的組合形成了第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來獲得通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)(V1)2與所乘方的第二合成信號(hào)(V2)2所形成的信號(hào)Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}在由第九放大電路101的輸出端所形成的第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備100、11、101的輸出端處輸出這一信號(hào)。第九放大電路101的這個(gè)輸出信號(hào)可在所述電路裝置的輸出終端12作為其輸出信號(hào)Va獲得。
在實(shí)施例的上述第二示例中，如果將常數(shù)因子K1、K2、K3的值選為K1＝1，K2＝1/2，K3＝1并且如果，在圖2電路裝置中，第五放大電路72與第一和第二平分電路4、5相結(jié)合，則再次獲得圖1的實(shí)施例的第一示例的電路裝置和尺寸。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置實(shí)施例的第三示例，其中以不同的方式修改參考圖1闡述的信號(hào)處理步驟，并將可自由選取的放大因子添加到信號(hào)路徑和用以實(shí)施它們的信號(hào)結(jié)合操作中。在此，與圖1中所示的實(shí)施例的第一示例有關(guān)地闡述的電路元件仍配以相同的參考標(biāo)記。
第一峰值檢測設(shè)備2的輸出現(xiàn)在被連接到第一放大電路40的輸入端，供給到該第一放大電路40的信號(hào)的信號(hào)值被放大，即與可自由選取的第一放大因子A相乘。最大值Vmax被提供給第一放大電路40的輸入；該信號(hào)值乘以A、即A*Vmax在其輸出端被輸出。同樣，第二峰值檢測設(shè)備3的輸出被連接到第二放大電路50的輸入端，其中同樣將供給該第二放大電路50的信號(hào)的信號(hào)值乘以第一放大因子A。最小值Vmin被提供給第二放大電路50的輸入端；該信號(hào)值乘以A、即A*Vmin在其輸出端被輸出。
在圖3中，信號(hào)源1被連接到第三放大電路51的輸入端，其中將供給該第三放大電路51的信號(hào)的信號(hào)值乘以第一放大因子A的二倍，即乘以2*A。包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)Vs被供給第三放大電路51的輸入端；在其輸出端輸出乘以2*A的信號(hào)值、即2*A*Vs。
第三放大電路51的輸出被連接到第一加法器6的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端，而第一放大電路40的輸出端被連接到第一加法器6的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，且第二放大電路50的輸出被連接到第一加法器6的同樣由符號(hào)“-”標(biāo)注的第三輸入端。這意味著在第一加法器6的輸出端處輸出根據(jù)以下規(guī)則形成的信號(hào)2*A*Vs-A*Vmax-A*Vmin。第一加法器6的下游連接的是第六放大電路73，其輸入被連接到第一加法器6的輸出端并將供給其輸入的信號(hào)放大自由選取的第二放大因子B之后在其輸出端處輸出。在這個(gè)裝置中，第一、第二和第三放大電路40、50和51、第一加法器6和第六放大電路73的組合形成第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來獲得根據(jù)以下規(guī)則形成的第一合成信號(hào)V1V1＝B*[2*A*Vs-A*Vmax-A*Vmin]＝2*A*B*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}，在由第六放大電路73的輸出端所形成的第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備40、50、51、6、73的輸出端處輸出該信號(hào)V1。
第六放大電路73的輸出被連接到第一乘方設(shè)備8的輸入端，用于乘方第一合成信號(hào)V1；在所述第一乘方設(shè)備的輸出端處輸出對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方(V1)2的信號(hào)。
第一放大電路40的輸出還被連接到第二加法器7的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端。由此，此處施加的信號(hào)A*Vmax被加入到第二加法器7的輸出信號(hào)中。相應(yīng)地，第二放大電路50的輸出被連接到第二加法器7的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致此處施加的信號(hào)A*Vmin被從第二加法器7的輸出信號(hào)中減掉。
第二加法器7的下游連接的是第七放大電路74，其輸入被連接到第二加法器7的輸出端，并將供給其輸入的信號(hào)同樣放大第二放大因子B之后在其輸出端輸出。在此情況下，第一和第二放大電路40和50、第二加法器7和第七放大電路74的組合形成第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備。該第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備被用來獲得根據(jù)以下規(guī)則所形成的第二合成信號(hào)V2V2＝B*[A*Vmax-A*Vmin]＝A*B*(Vmax-Vmin)，在由第七放大電路74的輸出所形成的第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備40、50、7、74的輸出端處輸出該第二合成信號(hào)V2。
第七放大電路74的輸出被連接到第二乘方設(shè)備9的輸入，用于乘方第二合成信號(hào)V2；在所述第二乘方設(shè)備的輸出端處輸出對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)。
圖3中所示實(shí)施例的示例還包括第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備，該第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備由第十放大電路102、第十一放大電路103、第三加法器11和第十二放大電路104構(gòu)成。
在此情況下，第十放大電路102的輸入被連接到第二乘方設(shè)備9的輸出端。對(duì)應(yīng)于第二合成信號(hào)V2的乘方(V2)2的信號(hào)被供給第十放大電路102的輸入端。第十放大電路102將供給其輸入的信號(hào)放大了自由選取的第三放大因子C之后在其輸出端處輸出。因此，在第十放大電路102的輸出端處輸出具有信號(hào)值C*(V2)2的信號(hào)。
第十一放大電路103的輸入被連接到第一乘方設(shè)備8的輸出端。對(duì)應(yīng)于第一合成信號(hào)V1的乘方(V1)2的信號(hào)被供給第十一放大電路103的輸入端。第十一放大電路103將供給其輸入的信號(hào)放大了放大因子2*C之后在其輸出端處輸出，其中C為第十放大電路102的可自由選取的第三放大因子。因此，在第十一放大電路103的輸出端處輸出具有信號(hào)值2*C*(V1)2的信號(hào)。
第十放大電路102的輸出被連接到第三加法器11的由符號(hào)“+”標(biāo)注的第一輸入端，以致此處施加的信號(hào)C*(V2)2被加入到第三加法器11的輸出信號(hào)中。相應(yīng)地，第十一放大電路103的輸出被連接到第三加法器11的由符號(hào)“-”標(biāo)注的第二輸入端，以致此處施加的信號(hào)2*C*(V1)2被從第三加法器11的輸出信號(hào)中減掉。然后，通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合來自第十和第十一放大電路102和103的輸出的信號(hào)C*(V2)2與2*C*(V1)2來形成第三加法器11的輸出信號(hào)C*(V2)2-2*C*(V1)2。
第三加法器11的下游連接的是第十二放大電路104，其輸入被連接到第三加法器11的輸出并將供給到其輸入的信號(hào)放大了可自由選取的第四放大因子D之后在其輸出端處輸出。第十二放大電路104的輸出端形成第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備102、103、11、104的輸出端并且被連接到所述電路裝置的輸出終端12。然后，在電路裝置的輸出終端12可得到根據(jù)以下規(guī)則形成的信號(hào)作為輸出信號(hào)VaVa＝D*{C*(V2)2-2*C*(V1)2}＝2*C*D*{(1/2)*(V2)2-(V1)2}通過比較K1＝2*A*B，K2＝A*B以及K3＝2*C*D，可以看到，根據(jù)供給其的信號(hào)的處理，圖2和圖3中所示的實(shí)施例的示例的電路裝置最終導(dǎo)致相同的結(jié)果。通過選取第一到第四放大因子A到D的值為A＝1/2，B＝1，C＝1/2以及D＝1并選取相應(yīng)的電路簡化，同樣存在從圖3實(shí)施例的通用示例到圖1的簡化電路裝置的轉(zhuǎn)變。
所述信號(hào)處理設(shè)備可被設(shè)計(jì)為模擬或數(shù)字計(jì)算電路或編程運(yùn)算單元。
參考標(biāo)記列表1 信號(hào)源2 第一峰值檢測設(shè)備3 第二峰值檢測設(shè)備4 第一平分電路5 第二平分電路6 第一加法器(4，5，6) 第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備7 第二加法器(4，5，7) 第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備8 第一乘方設(shè)備9 第二乘方設(shè)備10 第三平分電路11 第三加法器(10，11) 第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備12 輸出終端40 第一放大電路50 第二放大電路51 第三放大電路71 第四放大電路72 第五放大電路73 第六放大電路74 第七放大電路100 第八放大電路101 第九放大電路102 第十放大電路103 第十一放大電路104 第十二放大電路A 可自由選取的第一放大因子(用于40、50、51)B 可自由選取的第二放大因子(用于73、74)
C 可自由選取的第三放大因子(用于102、103)D 可自由選取的第四放大因子(用于104)K1 可自由選取的第一常數(shù)因子(用于71、100)K2 可自由選取的第二常數(shù)因子(用于72、100)K3 可自由選取的第三常數(shù)因子(用于101)Vs 包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)Va 輸出信號(hào)Vmin 信號(hào)Vs的最小值Vmax 信號(hào)Vs的最大值V1 第一合成信號(hào)V2 第二合成信號(hào)
權(quán)利要求
1.一種電路裝置，用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)(Vs)中獲得輸出信號(hào)(Va)，所述電路裝置包括提供這一信號(hào)(Vs)的信號(hào)源(1)，用于確定該信號(hào)(Vs)的最大值(Vmax)的第一峰值檢測設(shè)備(2)，用于確定該信號(hào)(Vs)的最小值(Vmin)的第二峰值檢測設(shè)備(3)，用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合信號(hào)(Vs)、最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第一合成信號(hào)(V1)的第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備(4，5，6，71)V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}，其中K1為可自由選取的第一常數(shù)因子，用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第二合成信號(hào)(V2)的第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備(7，72)V2＝(Vmax-Vmin)*K2，其中K2為可自由選取的第二常數(shù)因子，用于乘方第一合成信號(hào)(V1)的第一乘方設(shè)備(8)，用于乘方第二合成信號(hào)(V2)的第二乘方設(shè)備(9)，以及用于通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)((V1)2)和所乘方的第二合成信號(hào)((V2)2)來獲得輸出信號(hào)(Va)的第三信號(hào)結(jié)合設(shè)備(100，11，101)Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}，其中K3為可自由選取的第三常數(shù)因子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于信號(hào)源(1)由傳感器設(shè)備形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路裝置，其特征在于所述傳感器設(shè)備(1)被設(shè)計(jì)為磁阻傳感器設(shè)備。
4.一種旋轉(zhuǎn)速度測量設(shè)備，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電路裝置。
5.一種方法，從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)(Vs)中獲得輸出信號(hào)(Va)，所述方法包括下列方法步驟—確定該信號(hào)(Vs)的最大值(Vmax)，—確定該信號(hào)(Vs)的最小值(Vmin)，—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合信號(hào)(Vs)、最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第一合成信號(hào)(V1)V1＝K1*{Vs-(Vmax+Vmin)/2}，其中K1為可自由選取的第一常數(shù)因子，—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第二合成信號(hào)(V2)V2＝(Vmax-Vmin)*K2其中K2為可自由選取的第二常數(shù)因子，—乘方第一合成信號(hào)(V1)，—乘方第二合成信號(hào)(V2)，以及—通過根據(jù)以下規(guī)則加性結(jié)合所乘方的第一合成信號(hào)((V1)2)和所乘方的第二合成信號(hào)((V2)2)來獲得輸出信號(hào)(Va)Va＝K3*{(1/8)*(K1/K2)2*(V2)2-(V1)2}其中K3為可自由選取的第三常數(shù)因子。
全文摘要
一種用于從包含至少一個(gè)交流分量的信號(hào)(Vs)中獲得輸出信號(hào)(Va)的電路裝置包括用于提供這一信號(hào)(Vs)的信號(hào)源(1)；用于確定信號(hào)(Vs)的最大值(Vmax)的第一峰值檢測設(shè)備(2)；用于確定信號(hào)(Vs)的最小值(Vmin)的第二峰值檢測設(shè)備(3)；用于通過根據(jù)規(guī)則V1＝K1＊{Vs－(Vmax+Vmin)/2}加性結(jié)合信號(hào)(Vs)、最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第一合成信號(hào)(V1)的第一信號(hào)結(jié)合設(shè)備(4，5，6，71)，其中K1為可自由選取的第一常數(shù)因子；用于通過根據(jù)規(guī)則V2＝(Vmax－Vmin)＊K2加性結(jié)合最大值(Vmax)和最小值(Vmin)來獲得第二合成信號(hào)(V2)的第二信號(hào)結(jié)合設(shè)備(7，72)，其中K2為可自由選取的第二因子；用于乘方第一合成信號(hào)(V1)的第一乘方設(shè)備(8)；用于乘方第二合成信號(hào)(V2)的第二乘方設(shè)備(9)；以及用于通過根據(jù)規(guī)則Va＝K3＊{(1/8)＊(K1/K2)
文檔編號(hào)H03K5/007GK1809755SQ200480017150
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
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