專利名稱：峰值檢測電路的制作方法
技術領域：
一般來說，實施例涉及信號檢測和處理。實施例還涉及檢測最大差分信號和最小差分信號，諸如那些在磁阻傳感器系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的差分信號。實施例另外涉及一種檢測裝置和方法，用于可調(diào)節(jié)地跟蹤傳感器信號的單端幅度峰值和/或最小值。
背景技術：
磁性傳感裝置有許多應用，包括導航、位置感測、電流感測、車輛檢測和轉(zhuǎn)動角位移。磁性傳感器的類型有許多種，但基本上它們都提供至少一個表示裝置感測的磁場的輸出信號。地球、磁體和電流都可產(chǎn)生磁場。傳感器可以能檢測磁場的存在、強度和/或方向。
磁場的強度可由幅度和極性(即，正或負)表示。磁場的方向可通過它相對于傳感器的角坐標描述。磁性傳感器測量磁場以確定位置相關參數(shù)，諸如軸旋轉(zhuǎn)、磁性墨水的存在、車輛航向等等。使用磁性傳感器的好處之一是傳感器的輸出無需使用接觸即可產(chǎn)生。這是一個好處，因為超時接觸可使系統(tǒng)降級和出故障。
在許多傳統(tǒng)感測應用中利用的一種磁性傳感器是磁阻(MR)傳感器。磁阻傳感器是一種使用磁阻效應來檢測磁場的磁性傳感器。鐵磁金屬，諸如通常被稱為坡莫合金的鎳鐵合金，在磁場存在的情況下會改變它們的電阻率。在磁場存在的情況下，當電流通過鐵磁薄膜時，電壓會改變。電壓的這種變化表示磁場的強度或方向。通過在惠斯登電橋配置中設計磁阻傳感器，例如，可測量磁場的強度或方向。高靈敏度和高準確性的特性使得磁阻傳感器較好地適用于精密應用。
磁阻傳感器被用于許多汽車和航空應用中。在汽車應用中，例如，磁阻傳感器常用于感測凸輪和曲柄軸目標?？捎糜诟袦y軸旋轉(zhuǎn)或線性位移的磁阻傳感器系統(tǒng)在圖1中示出。圖1特別描述了各向異性磁阻(AMR)傳感器系統(tǒng)，一般包括磁阻電橋2、差分信號放大和調(diào)整電路4以及輸出信號檢測模塊6。磁阻電橋2提供差分信號，該電橋包含多個在惠斯登電橋布置中配置的AMR元件，差分信號通常是大約30mV峰-峰值，跨越電橋被感測并到達放大和調(diào)整電路4，在那里使用標準運算放大器技術將感測信號放大并以指定基準電壓點為中心。
通過檢測模塊6對結果信號Vout進行處理，該模塊采用信號調(diào)節(jié)電路提供線性或旋轉(zhuǎn)位置和位移的目標位置的準確的確定。檢測模塊6中信號調(diào)節(jié)電路的主要功能是捕獲放大信號的峰值和最小值，并使用這些值產(chǎn)生閾值電壓信號，該信號是捕獲的峰值/最小值的中點。
圖1B是描述示例性信號的波形圖，該信號被檢測模塊6采用，用于調(diào)節(jié)所感測的輸出信號Vout。如圖1B所示，傳感器輸出信號22是單端信號，并且在峰幅度和最小幅度之間改變，并且表示放大的AMR電橋信號。通過使用閾值信號25，檢測模塊6將傳感器輸出信號22轉(zhuǎn)換成對應的檢測輸出信號28，方法是，當傳感器輸出22的值高于閾值25時輸出信號高電平，當傳感器輸出22的值低于閾值25時輸出信號低電平。
通過對最大信號或峰值信號24與最小信號26取平均值來確定閾值信號25。峰值信號24根據(jù)傳感器輸出22的感測峰值來確定，最小信號26根據(jù)傳感器輸出22的最小值來確定。以這種方式，閾值信號25能夠跟隨傳感器輸出22，這在AMR感測應用中非常重要，其中，由于操作和諸如溫度變化之類的環(huán)境因素，MR傳感器輸出易于漂移。應該注意，在每個周期中，峰值信號24被“下推”，隨后在傳感器輸出22的下一個峰值開始時重新獲取，相反地，最小信號26被“上推”，并且在傳感器輸出22的下一個最小值開始時重新獲取。
這種周期性的重新調(diào)整對于自適應地跟蹤傳感器輸出的峰值和最小值是必要的。
在圖1C中示出一種裝置，該裝置可被檢測模塊6用于檢測和可調(diào)整地跟蹤峰值信號24。圖1C特別說明一種信號跟蹤裝置，一般包括將放大的傳感器輸出Vout與當前存儲的峰值進行比較的比較器18。
利用計數(shù)器14形式的數(shù)字存儲裝置來存儲峰值和來自比較器18的輸出，用于當來自AMR傳感器12的信號超過當前存儲的峰值的值時，遞增當前存儲的計數(shù)器值。計數(shù)器14通過來自比較器18的輸出定期更新。在示出的示例中，將存儲的基準值作為9位輸出施加到9位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)16，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字存儲值轉(zhuǎn)換成對應的輸出峰值邊界值，該值被施加到比較器18的輸入端，用于在下一個計數(shù)器時鐘周期中與實時傳感器輸出進行比較。盡管沒有示出，但是容易理解，通過使用遞減計數(shù)器和轉(zhuǎn)換相應的比較器輸入，可類似地構建最小值檢測器。
由于峰值基準值在傳感器輸出峰值之間的周期中被數(shù)字地存儲，圖1C中示出的混合信號峰值檢測裝置針對模擬泄漏問題。然而，就它的實際應用如高分辨率、高轉(zhuǎn)換速率跟蹤和低功率裝置而言，這種峰值檢測器的設計是有問題的。由于來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器16的輸出與數(shù)字增量一致地以離散方式改變，峰值基準信號跟隨根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器設計確定的離散步長。在示出的9位數(shù)模轉(zhuǎn)換器16并且假設數(shù)模轉(zhuǎn)換器范圍是2V的示例中，峰值信號的最小分辨率是3.9mV。對于具有同樣范圍的7位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，分辨率是15.6mV。
一般期望使用具有精細粒度的分辨率以最大的實時精確度跟蹤峰值，但是在它跟蹤高轉(zhuǎn)換信號的能力方面受限于時鐘速度。例如，如果時鐘速度是10MHz并且使用具有3.9mV步長的9位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可跟蹤的最快轉(zhuǎn)換速率是39000V/秒，而7位數(shù)模轉(zhuǎn)換器可跟蹤在156000V/秒。這種跟蹤速度與分辨率的權衡不能通過增加時鐘速度來解決，因為在實際應用中，快速穩(wěn)定的數(shù)模轉(zhuǎn)換器需要較低的RC時間常數(shù)，并且與檢測電路所在的專用集成電路的低功率要求(通常少于5mA)不相容。
從前述內(nèi)容可認識到，存在對于低功率傳感器輸出幅度閾值跟蹤裝置的需要，所述裝置提供高分辨率能力與高轉(zhuǎn)換速率跟蹤。本發(fā)明解決這樣一種需要。

發(fā)明內(nèi)容
提供本發(fā)明的以下概述以促進對本發(fā)明特有的一些創(chuàng)新特征的理解，而不是要提供完整的描述。通過將整個說明書、權利要求、附圖和摘要作為一個整體，可獲得本發(fā)明的各種方面的完整理解。
本文公開一種裝置、系統(tǒng)和方法，用于自適應地跟蹤實時傳感器輸出信號的幅度邊界值。按照本發(fā)明的方法，將幅度邊界值存儲在數(shù)字計數(shù)器中，該值可能是峰值或最小幅度值，表示傳感器輸出信號的當前幅度邊界。利用兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于幅度邊界值的基準信號電平。數(shù)模轉(zhuǎn)換器還將幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率的指定倍數(shù)偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平。將基準信號電平和偏移基準信號與實時傳感器信號進行比較，并且根據(jù)哪個基準信號電平超過實時傳感器信號對數(shù)字存儲的幅度邊界值進行調(diào)整。
通過下面詳細的書面描述，本發(fā)明的所有目的、特征和優(yōu)點將會變得清晰。


在說明書中包含并形成說明書的一部分的附圖進一步描述本發(fā)明，并且與發(fā)明詳細描述一起，用于說明本發(fā)明的原理，附圖中類似的參考標記指代各個視圖中相同或功能相似的元件。
圖1A說明一個簡化的磁阻感測和檢測系統(tǒng)；
圖1B是一個波形圖，該圖示出了磁阻系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)和檢測感測輸出信號的示例性信號；圖1C說明感測系統(tǒng)可用于跟蹤峰值信號值的裝置；圖2示出一個根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例在各向異性磁阻感測系統(tǒng)中實現(xiàn)的信號邊界跟蹤系統(tǒng)；以及圖3是高級流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明在信號邊界跟蹤期間執(zhí)行的步驟。
具體實施例方式
在這些非限定示例中討論的具體值和配置可以改變，并且僅僅用來舉例說明本發(fā)明的至少一個實施例，而不是旨在限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明針對一種電子裝置、系統(tǒng)和方法，用于實時檢測和跟蹤感測信號。如下面參考圖進一步詳細說明的，本發(fā)明針對一種檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)跟蹤感測信號的最大幅度或峰值和/或最小幅度或“最小值”，諸如在磁阻感測系統(tǒng)中用于跟蹤易于浮動或漂移的傳感器輸出信號的閾值。如在這樣的系統(tǒng)中所采用的，感測信號的峰值和最小值被跟蹤為動態(tài)可調(diào)整的幅度邊界，從中可得出實時中值信號閾值以及放大的/調(diào)節(jié)的差分信號(即，在高低電平之間改變的信號)。
在一個可應用于各向異性磁阻(AMR)傳感器的實施例中，本發(fā)明改進的檢測器利用雙重比較器設計實現(xiàn)“預見”功能，使動態(tài)可調(diào)整的峰值/最小值跟蹤在低轉(zhuǎn)換期間具有高分辨率并在較高轉(zhuǎn)換期間切換成較快的跟蹤。假設本發(fā)明的峰值和最小值檢測器的功能和結構共用同樣的發(fā)明原理，并且僅僅在信號電平和極性方面不同，術語“峰值基準值”和“最小值基準值”在這里可一般地稱為“幅度邊界值”。
現(xiàn)在參考圖，其中類似的參考標記指代從頭到尾相似和對應的部分，特別是參考圖2，圖2中示出一個如根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例在各向異性磁阻感測系統(tǒng)中實現(xiàn)的信號邊界跟蹤系統(tǒng)。如圖2所示，信號邊界跟蹤系統(tǒng)包括峰值檢測器40和最小值檢測器50，分別從AMR傳感器32接收感測輸出信號Vout。峰值檢測器40和最小值檢測器50分別檢測并跟蹤Vout在峰值和最小幅度值中的變化，使傳感器信號平均值或閾值可從中獲得實時確定，并用于最終的信號檢測。
為此，每個檢測器包括用于將實時傳感器輸出Vout與多個基準值進行比較的比較器功能性，這些基準值從存儲在計數(shù)器中的存儲幅度邊界值(即，用于峰值檢測器40的峰值邊界值和用于最小值檢測器50的最小值邊界值)導出并且通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換成對應的信號電平。響應給定的超過幅度邊界值的比較(延伸至峰值邊界之上或最小值邊界之下)，相應的檢測器通過遞增(如在峰值檢測器40的情況下)或遞減(如在最小值檢測器50的情況下)計數(shù)器存儲裝置來相應地調(diào)整它存儲的基準值。然后，檢測器中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器裝置將離散調(diào)整的基準信號施加到比較器裝置，用于下一次比較。
本發(fā)明的結構和操作現(xiàn)在將參考峰值檢測器40進行描述。如示出的實施例所示，峰值檢測器40是一種混合信號裝置，包括計數(shù)器38用以存儲基準峰值幅度值，該值在示出的實施例中是一個9位值。
將計數(shù)器38的輸出提供給兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器39，從而將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成基準信號電平，該信號電平被施加于一對比較器34和36的輸入端。特別地，數(shù)模轉(zhuǎn)換器39將數(shù)字幅度峰值轉(zhuǎn)換成直接對應于數(shù)字存儲峰值的第一信號電平和對應于提升了期望的“預見”增量的峰值的第二信號電平。數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換伴隨的信號電平值和增量將取決于數(shù)模轉(zhuǎn)換器設計。假設2V的數(shù)模轉(zhuǎn)換器范圍，9位數(shù)模轉(zhuǎn)換器39有大約3.9mV的增量分辨率。
如圖2所示，比較器36接收實時感測輸出Vout和非遞增的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出Peakref作為輸入，Peakref是直接對應于計數(shù)器38存儲的峰值幅度值的信號電平。響應Vout超過Peakref，比較器36提供增量信號給計數(shù)器38的單步增量輸入。再次假設2V的數(shù)模轉(zhuǎn)換器范圍，從計數(shù)器38轉(zhuǎn)換成數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出Peakref的結果值將會是之前的Peakref增加3.9mV。以這種方式，Vout的峰值被周期性地檢測并使用較高分辨率跟蹤。
如圖2中進一步所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換器39包括第二抽頭輸出，從中將第二基準信號值作為基準輸入施加于比較器34中，比較器將第二基準信號值與實時感測輸出Vout進行比較。根據(jù)本發(fā)明，這個第二基準信號提供“預見”功能并通過按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率步長的給定倍數(shù)遞增當前峰值基準值來獲得。在示出的實施例中，該第二基準信號按分辨率步長“step”乘以n遞增，其中n是大于或等于1的整數(shù)。
響應傳感器輸出超過遞增的第二基準信號，比較器39提供增量信號給計數(shù)器38的第二增量輸入，在那里，第二增量輸入將當前計數(shù)器值遞增數(shù)字m，其中m是大于或等于n的整數(shù)。在傳感器信號超過遞增的和非遞增的基準信號的情況下，第二m位增量輸入具有高于輸入到計數(shù)器38的單位增量的優(yōu)先級。盡管預見增量值n可以是任意大于或等于1的數(shù)字，在一個用于具有大約3.9mV步長的9位計數(shù)器/數(shù)模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的優(yōu)選實施例中，n最好是4。以前述方式，盡管比較器36執(zhí)行了精細分辨率峰值調(diào)整功能，比較器34檢測傳感器輸出的更高轉(zhuǎn)換速率周期，并且自適應地相應調(diào)整當前峰值，使結果檢測峰值“Peak”在數(shù)模轉(zhuǎn)換器39的Peakref輸出端提供。
參考圖1B，峰值檢測器40的雙重比較器功能性如下工作。在相對較低轉(zhuǎn)換周期21期間，比較器36使用用于最大峰點檢測的單步分辨率遞增計數(shù)器38中的峰值，同時比較器23在高轉(zhuǎn)換速率周期23期間執(zhí)行陡峭上傾傳感器輸出的較快跟蹤。
在結構和操作上類似于峰值檢測器40，最小值檢測器50的組成組件被設計用于執(zhí)行雙重比較，用于檢測和跟蹤傳感器輸出最小值。
最小值檢測器50也是一種混和信號裝置，包括存儲基準最小值幅度值的計數(shù)器46，該值在示出的實施例中是一個9位值。將計數(shù)器46的輸出提供給兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器48，從而將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成基準信號電平，該信號電平施加于一對比較器42和44的輸入端。數(shù)模轉(zhuǎn)換器48將數(shù)字幅度最小值轉(zhuǎn)換成直接對應于數(shù)字存儲最小值的第一信號電平和對應于減少了期望的“預見”減小量的最小值的第二信號電平。對于峰值檢測器40，最小值跟蹤的分辨率增量步長在電壓范圍方面將取決于數(shù)模轉(zhuǎn)換器設計。
比較器44接收感測輸出Vout和非遞減的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出Minref作為輸入，Minref是直接對應于計數(shù)器46存儲的最小值幅度值的信號電平。響應Vout在幅度上低于Minref的確定，比較器44提供減量信號給計數(shù)器46的單步減量輸入。假設2伏的數(shù)模轉(zhuǎn)換器范圍，從計數(shù)器46轉(zhuǎn)換為數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出Minref的結果值將會是之前的Minref遞減3.9mV。以這種方式，Vout的最小值被檢測并在Vout的低轉(zhuǎn)換速率周期期間使用較高分辨率跟蹤。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器48包括第二抽頭輸出，從中把第二基準信號值作為基準輸入施加到比較器42。根據(jù)本發(fā)明，該第二基準信號提供“預見”功能并通過按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率步長的指定倍數(shù)遞減當前最小值基準值獲得。在示出的實施例中，第二基準信號按分辨率步長“step”乘以n遞減，其中n是大于或等于1的整數(shù)。響應遞減的第二基準信號延伸至低于傳感器輸出，比較器42提供減量信號給計數(shù)器46的第二減量輸入，在那里，第二減量輸入將當前計數(shù)器值遞減m位，其中m大于或等于n。以前述方式，盡管比較器44執(zhí)行了精細分辨率最小值調(diào)整功能，比較器42期待傳感器輸出的更高轉(zhuǎn)換速率周期，并且自適應地相應遞減當前存儲的最小值。
參考圖1B，最小值檢測器50的雙重比較器功能性如下工作。在相對較低轉(zhuǎn)換最小值周期27期間，比較器44使用用于最大值最小點檢測的單步分辨率遞減計數(shù)器46中的最小值，同時比較器42在高轉(zhuǎn)換速率周期29期間執(zhí)行對陡峭下傾傳感器輸出的較快跟蹤。
參考圖3，其中示出一個高級流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明在信號邊界跟蹤期間執(zhí)行的步驟。可以認識到，下面的工作原理同樣適用于峰值和/或最小值幅度邊界檢測和跟蹤。如步驟52所示，該過程開始于給定的計數(shù)器時鐘周期，如步驟54所示，通過第一比較器裝置接收放大的實時傳感器輸出信號。進行到步驟56和58，執(zhí)行雙重比較以確定在接收的傳感器輸出幅度中的變化。特別地，如步驟56所述，將傳感器輸出與對應于當前存儲的幅度邊界基準值的信號電平進行比較。與步驟56的比較同時，將傳感器輸出與對應于按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率步長乘以n遞增的當前存儲的幅度邊界值的信號電平進行比較，如步驟58所示。
如步驟59和62所述，如果如步驟56和58的比較所確定的，傳感器輸出超過遞增的幅度邊界值(即，傳感器值大于存儲的峰值加上n乘以分辨率步長或小于存儲的最小值減去n乘以分辨率步長)，存儲的幅度邊界基準值被遞增(或遞減，在最小值檢測器的情況下)m，其中m大于或等于n。如步驟70所示，遞增/遞減的數(shù)字值一直保持到計數(shù)器時鐘周期的結束。
如果如步驟56和58的比較所確定的，傳感器輸出超過非遞增的幅度邊界基準，但未超過遞增的邊界值，如步驟59、64和66所示，存儲的幅度邊界值按單步遞增。最后，如果傳感器輸出既不超過幅度邊界基準，也不超過遞增的幅度邊界基準，如步驟59、64、68和70所示，當前存儲的幅度邊界基準將維持到時鐘周期的結束。
以前述方式，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)和方法，用于為傳感器系統(tǒng)、特別是磁性傳感器系統(tǒng)自適應地跟蹤單端幅度邊界值，其中，這種幅度邊界值必須被準確跟蹤以確定用于信號檢測的結果閾值平均值。
這里提出的實施例和示例用來最佳說明本發(fā)明及其實際應用，從而使本領域的技術人員可完成并利用本發(fā)明。然而，本領域的技術人員將會認識到，已被示出的前述描述和示例僅僅用于說明和舉例。本發(fā)明的其它變動和修改對本領域的技術人員而言是顯然的，并且所附權利要求的意圖是覆蓋這些變動和修改。
這里提出的描述并不是要窮舉或限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)上面的教導，許多修改和變動在不背離下面權利要求的范圍的前提下是可能的。預期本發(fā)明的使用可涉及具有不同特性的組件。給出對所有方面等效物的全面認識，旨在通過這里所附的權利要求定義本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種混合信號檢測器，用于自適應地跟蹤傳感器信號的幅度邊界值，所述信號檢測器包含存儲幅度邊界值的數(shù)字存儲裝置；轉(zhuǎn)換器裝置，用于將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于數(shù)字存儲的幅度邊界值的基準信號電平以及對應于按n遞增地偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平；以及比較器部件，用于將基準信號電平和偏移基準信號電平與傳感器信號進行比較，并作出響應而調(diào)整數(shù)字存儲的幅度邊界值。
2.如權利要求1所述的混合信號檢測器，其中幅度邊界是峰值幅度或最小值幅度。
3.如權利要求1所述的混合信號檢測器，其中所述轉(zhuǎn)換器裝置是兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其中包含用于接收數(shù)字存儲的幅度邊界值的輸入端；第一輸出端，用于輸出基準信號電平給比較器部件；以及第二輸出端，用于輸出遞增的信號電平給比較器部件。
4.如權利要求1所述的混合信號檢測器，其中所述比較器部件包含第一比較器，接收傳感器信號和基準信號電平作為輸入；以及第二比較器，接收傳感器信號和偏移基準信號作為輸入。
5.如權利要求4所述的混合信號檢測器，其中所述幅度邊界值是峰值邊界值，所述數(shù)字存儲裝置包含具有1位增量輸入端和m位增量輸入端的計數(shù)器，其中m是大于或等于1的整數(shù)，所述第一比較器具有耦合到所述1位增量輸入端的輸出端，并且所述第二比較器具有耦合到所述m位增量輸入端的輸出端。
6.如權利要求4所述的混合信號檢測器，其中所述幅度邊界值是最小值邊界值，所述數(shù)字存儲裝置包含具有1位減量輸入端和m位減量輸入端的計數(shù)器，所述第一比較器具有耦合到所述1位減量輸入端的輸出端，并且所述第二比較器具有耦合到所述m位減量輸入端的輸出端。
7.一種系統(tǒng)，用于自適應地跟蹤傳感器信號的幅度邊界電平，所述系統(tǒng)包含至少一個輸入端，提供至少一個實時傳感器信號；以及混合信號檢測器，耦合到所述輸入端，包含計數(shù)器部件，用于數(shù)字存儲幅度邊界值；具有指定的分辨率步長的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)部件，用于將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于幅度邊界值的基準信號電平以及在幅度上對應于按整數(shù)n乘以分辨率步長遞增地偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平；以及比較器部件，從所述輸入端接收傳感器信號作為輸入，并進一步從數(shù)模轉(zhuǎn)換器部件接收基準信號電平和偏移基準信號電平，所述比較器部件將傳感器信號與基準信號和偏移基準信號進行比較，并且響應比較，提供輸出調(diào)整信號給所述計數(shù)器部件，用于調(diào)整幅度邊界值。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述混和信號檢測器包含峰值幅度檢測器，包括用于數(shù)字存儲峰值幅度邊界值的計數(shù)器；以及具有指定的分辨率步長的兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字存儲的峰值幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于峰值幅度邊界值的峰值基準信號電平以及在幅度上對應于按n乘以分辨率步長遞增的峰值幅度邊界值的已遞增峰值基準電平，其中n是等于或大于1的整數(shù)。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述峰值幅度檢測器還包括第一比較器，它從所述輸入端接收傳感器信號作為輸入，并且還從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收峰值基準信號電平，所述第一比較器將傳感器信號與峰值基準信號電平進行比較，并且響應傳感器信號超過峰值基準信號電平，提供增量信號給所述計數(shù)器的單步增量輸入端。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述峰值幅度檢測器還包括第二比較器，它從所述輸入端接收傳感器信號作為輸入，并且還從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收已遞增峰值基準信號電平，所述第二比較器將傳感器信號與已遞增峰值基準信號電平進行比較，并且響應傳感器信號超過已遞增峰值基準信號電平，提供增量信號給所述計數(shù)器的m步增量輸入端，其中m大于或等于n。
11.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述混合信號檢測器包含最小值幅度檢測器，其中包括用于數(shù)字存儲最小值幅度邊界值的計數(shù)器；以及具有指定的分辨率步長的兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字存儲的最小值幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于最小值幅度邊界值的最小值基準信號電平以及在幅度上對應于按n乘以分辨率步長遞減的最小值幅度邊界值的已遞減最小值基準信號電平，其中n是大于或等于1的數(shù)字。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述最小值幅度檢測器還包括第一比較器，它從所述輸入端接收傳感器信號作為輸入，并且還從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收最小值基準信號電平，所述第一比較器將傳感器信號與最小值基準信號電平進行比較，并且響應傳感器信號低于最小值基準信號電平，提供減量信號給所述計數(shù)器的單步減量輸入端。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述最小值幅度檢測器還包括第二比較器，它從所述輸入端接收傳感器信號作為輸入，并且還從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收已遞減峰值基準信號電平，所述第二比較器將傳感器信號與已遞減最小值基準信號電平進行比較，并且響應傳感器信號低于已遞減最小值基準信號電平，提供減量信號給所述計數(shù)器的m步減量輸入端，其中m大于或等于n。
14.一種用于自適應地跟蹤實時傳感器輸出信號的幅度邊界值的方法，所述方法包括存儲幅度邊界值，所述幅度邊界值表示數(shù)字計數(shù)器內(nèi)傳感器輸出信號的當前幅度邊界；將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于幅度邊界值的基準信號電平以及在幅度上對應于按n偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平；將基準信號電平和偏移基準信號與實時傳感器信號進行比較；以及根據(jù)所述比較步驟來調(diào)整數(shù)字存儲的幅度邊界值。
15.如權利要求14所述的方法，其中n等于4。
16.如權利要求14所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換步驟由兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)執(zhí)行，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有指定的分辨率步長，所述將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成偏移基準信號電平還包括將幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于按整數(shù)n乘以分辨率步長遞增地偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平。
17.如權利要求16所述的方法，還包括從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器的第一輸出端提供基準信號電平，以及從兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器的第二輸出端提供偏移基準信號電平。
18.如權利要求16所述的方法，其中所述存儲的幅度邊界值是峰值幅度邊界值，所述將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成偏移基準信號電平還包括將幅度邊界值轉(zhuǎn)換成按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率步長的倍數(shù)遞增的偏移基準信號電平。
19.如權利要求16所述的方法，其中所述存儲的幅度邊界值是最小值幅度邊界值，所述將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成偏移基準信號電平還包括將幅度邊界值轉(zhuǎn)換成按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率步長的倍數(shù)遞減的偏移基準信號電平。
全文摘要
一種裝置、系統(tǒng)和方法，用于自適應地跟蹤實時傳感器輸出信號的幅度邊界值。根據(jù)本發(fā)明的方法，將幅度邊界值存儲在數(shù)字計數(shù)器中，該值可能是峰值或最小值幅度值，表示傳感器輸出信號的當前幅度邊界。利用兩抽頭數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字存儲的幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于幅度邊界值的基準信號電平。數(shù)模轉(zhuǎn)換器還將幅度邊界值轉(zhuǎn)換成在幅度上對應于按數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率的指定倍數(shù)偏移的幅度邊界值的偏移基準信號電平。將基準信號電平和偏移基準信號與實時傳感器信號進行比較，并且根據(jù)哪個基準信號電平超過實時傳感器信號對數(shù)字存儲的幅度邊界值進行調(diào)整。
文檔編號G01D5/244GK1930452SQ200580006970
公開日2007年3月14日 申請日期2005年1月6日 優(yōu)先權日2004年1月6日
發(fā)明者E·霍夫曼, N·布施 申請人:霍尼韋爾國際公司