專利名稱：汽車模擬電阻信號精確采樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車上模擬電阻信號采樣技術(shù)，特別是一種在電壓波動情況下對
汽車模擬電阻信號精確采樣的電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽車儀表電源，一般具有12V系列和24V系列的，如一些小汽車、面包車、商務(wù)車屬于12V系列的，其實(shí)際的電壓工作環(huán)境一般為10.8V 16V這個(gè)范圍內(nèi)。而大型汽車，如卡車、客車等，是屬于24V系列的，其實(shí)際的電壓工作環(huán)境一般為21.6V 32V范圍中。 電阻信號的采樣，首先是要轉(zhuǎn)化為電壓信號，通過AD模數(shù)轉(zhuǎn)化，然后微處理器就可以識別具體的電壓，通過計(jì)算就可以知道具體的阻值，就可以知道傳感器的電阻信號，然后就可以傳感器反映的汽車狀態(tài)了。 目前，在汽車儀表上，對模擬電阻信號采樣，主要有四種采樣電路，如圖1、圖2所示，在點(diǎn)火電源電壓的上串聯(lián)有電阻Rl和Rx，其中，Rx為汽車傳感器電阻，電阻Rl為降壓電阻，不同之處在于第一種采樣電路，通過一個(gè)限流電阻R2直接輸入到微處理器，而在第二種采樣電路中，通過R2和R3分壓再輸入到微處理器，電阻R3接地連接，R2同時(shí)也具有限流作用。 不管如何，這兩種電路都簡單化，點(diǎn)火電源電壓會在一定范圍內(nèi)波動，因此，所得到的采樣電壓，會隨點(diǎn)火電源電壓的波動而波動，得到的AD模數(shù)轉(zhuǎn)化值就會不斷變化，所以，無法做到精確采樣。 又參見圖3和圖4，這是點(diǎn)火電壓經(jīng)過穩(wěn)壓電路的降壓后得到VCC對傳感器電阻進(jìn)行供電。其方式與上述兩種相同，這兩種采樣比較穩(wěn)定。但是，這兩種電路的VCC同時(shí)也為微處理器供電，增加了微處理器穩(wěn)壓電路的功率，流過地線的電流地大，容易產(chǎn)生地線壓降，影響采樣精度和微處理器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電路進(jìn)行供電，因?yàn)槠嚿系母咭?，?dú)立的穩(wěn)壓電路，元器件也不少成本。 鑒于此，設(shè)計(jì)出一種汽車模擬電阻信號精確采樣電路，本案由此產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車模擬電阻信號精確采樣電路，實(shí)現(xiàn)對汽車在電壓波動情況下都能精確采樣，同時(shí)可以對點(diǎn)火電源電壓進(jìn)行采樣，檢測是否處于掉電狀態(tài)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為 汽車模擬電阻信號精確采樣電路，包括點(diǎn)火電壓采樣支路和模擬電阻采樣支路；
模擬電阻采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的降壓電阻R1和汽車傳感器電阻Rx，兩者的串
聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R2連接到微處理器的模擬信號輸入端；點(diǎn)火電壓采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的電阻R4和R5，其串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R6到微處理器的點(diǎn)火檢測端。[0011] 本實(shí)用新型還可以進(jìn)一步完善 在模擬電阻采樣支路上，限流電阻R2和模擬信號輸入端的連接點(diǎn)上再通過分壓電阻R3接地。 另外在兩個(gè)支路上添加電容接地濾波，使得本實(shí)用新型工作更加穩(wěn)定。如在點(diǎn)火電源處連接一個(gè)電容Cl，在電阻R2兩端連接分別接電容C2和C3，在電阻R6和點(diǎn)火檢測端的連接處也接電容C4。 采用上述方案后，本實(shí)用新型可以只需要采樣點(diǎn)火檢測端和模擬信號輸入端的電壓，就可以得到汽車傳感器電阻Rx信號數(shù)值，因此不受點(diǎn)火電壓的波動影響，所以在10. 8V 16V或者21. 6V 32V范圍內(nèi)均可精確采樣到所需要的信號數(shù)值。

圖1是現(xiàn)有汽車點(diǎn)火電源電壓采樣電路一 ； 圖2是現(xiàn)有汽車點(diǎn)火電源電壓采樣電路二 ； 圖3是現(xiàn)有汽車穩(wěn)壓電源電壓采樣電路一 ； 圖4是現(xiàn)有汽車穩(wěn)壓電源電壓采樣電路二 ； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路圖； 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路圖。
具體實(shí)施方式如圖5所示，為本實(shí)用新型包括兩個(gè)支路，分別點(diǎn)火電壓采樣支路1和模擬電阻采樣支路2。 模擬電阻采樣支路2包括依次串聯(lián)至接地端的降壓電阻Rl和汽車傳感器電阻Rx，兩者的串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R2連接到微處理器3的模擬信號輸入端。該部分結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的采樣電路相同。 本實(shí)用新型的改進(jìn)點(diǎn)是另外還具有一個(gè)點(diǎn)火電壓采樣支路2，包括依次串聯(lián)至接
地端的電阻R4和R5，其串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R6到微處理器3的點(diǎn)火檢測端。 其中，為了工作穩(wěn)定，效果好，在各支路中添加電容。如在點(diǎn)火電源處連接一個(gè)電
容Cl，在電阻R2兩端連接分別接電容C2和C3，在電阻R6和點(diǎn)火檢測端的連接處也接電容C4。 假定點(diǎn)火電源電壓為Uign，點(diǎn)火檢測端采樣到的電壓為Ug，模擬信號輸入端采樣
到的電壓為Ux，則 Ux = Uign X Rx/ (Rl+Rx) Ug = Uign X R5/ (R4+R5)其中，R5/(R4+R5)為定值，設(shè)k = R5/(R4+R5)，得到Ug = kXUign假設(shè)m = Ux/Ug = [UignXRx/(Rl+Rx)]/(kXUign)[0029] = Rx/[k(Rl+Rx)] Rx = kXmXRl/(l-kXm) 公式1 由此，可以看出，最終要得到Rx的信號數(shù)值，只需要點(diǎn)火檢測端采樣到的電壓Ug和模擬信號輸入端采樣到的電壓Ux，得到其比值m = Ux/Ug，而其他都是常量，與點(diǎn)火電源
4電壓Uign無關(guān)，因此，不受其波動影響。 另外，本實(shí)用新型還可以采取圖6的電路結(jié)構(gòu)，在模擬電阻采樣支路中，限流電阻R2和模擬信號輸入端的連接點(diǎn)上再通過分壓電阻R3接地，這樣在計(jì)算中需要對比例因子做適當(dāng)調(diào)整。 因此，對其做簡單描述。因?yàn)镽2、 R3遠(yuǎn)大于Rl和Rx，設(shè)R3/ (R2+R3) = n，貝U[0034]m = Ux/Ug = {UignX [Rx/(Rl+Rx) ] X [R3/(R2+R3) ]} / (kXUign)[0035] = n X Rx/ [k X (Rl+Rx)] Rx = kXmXRl/(n-kXm) 公式2 同理，不受點(diǎn)火電源電壓Uign的波動影響。 汽車上有很多傳感器采用電阻信號，如冷卻液傳感器(水溫傳感器)、燃油傳感器、油壓傳感器……，都可以采用這種方法，從而提高采樣精度。
權(quán)利要求汽車模擬電阻信號精確采樣電路，具有模擬電阻采樣支路；模擬電阻采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的降壓電阻R1和汽車傳感器電阻Rx，兩者的串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R2連接到微處理器的模擬信號輸入端；其特征在于還具有點(diǎn)火電壓采樣支路，點(diǎn)火電壓采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的電阻R4和R5，其串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R6到微處理器的點(diǎn)火檢測端。
2. 如權(quán)利要求1所述汽車模擬電阻信號精確采樣電路，其特征在于在模擬電阻采樣支路上，限流電阻R2和模擬信號輸入端的連接點(diǎn)上再通過分壓電阻R3接地。
3. 如權(quán)利要求1所述汽車模擬電阻信號精確采樣電路，其特征在于在點(diǎn)火電源處連接一個(gè)電容Cl，在電阻R2兩端連接分別接電容C2和C3至地，在電阻R6和點(diǎn)火檢測端的連接處接電容C4至地。
專利摘要本實(shí)用新型主要公開了一種汽車模擬電阻信號精確采樣電路，包括點(diǎn)火電壓采樣支路和模擬電阻采樣支路。模擬電阻采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的降壓電阻R1和汽車傳感器電阻Rx，兩者的串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R2連接到微處理器的模擬信號輸入端。點(diǎn)火電壓采樣支路包括依次串聯(lián)至接地端的電阻R4和R5，其串聯(lián)點(diǎn)處通過限流電阻R6到微處理器的點(diǎn)火檢測端。本實(shí)用新型可以在寬范圍電壓環(huán)境中精確采樣模擬電阻信號。
文檔編號B60R16/02GK201506310SQ200920197850
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者俞金方, 傅恩苗, 李云來, 楊國芳, 殷建強(qiáng), 沈益雨 申請人:延鋒偉世通怡東汽車儀表有限公司