專利名稱：一種磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號調(diào)理電路，具體涉及一種磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路。
背景技術(shù)：
磁電式傳感器信號的常規(guī)處理方法是利用比較器對輸入波形進行整形，但傳感器信號受安裝間隙、轉(zhuǎn)速及傳感器型號等因素影響，無法確定比較器參考電壓，尤其在內(nèi)燃機中的磁電傳感器理由上述方法處理無法消除發(fā)動機齒輪盤振動引起的信號毛刺，使得比較器輸出后波形失真，且傳統(tǒng)方法為消除磁電傳感器負半周信號，在信號輸入時串聯(lián)二極管，使得電路只能適應(yīng)幅值IV以上信號的整形。有人結(jié)合單片機控制系統(tǒng)，通過單片機A/D采集原始信號，進而確定得到比較器參考電壓，進而對轉(zhuǎn)速信號進行調(diào)理，但該方法成本較高，需采用復(fù)雜的單片機系統(tǒng)，且信號較強時，會超出比較器允許的最高輸入電壓，造成元器件損壞，可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種根據(jù)磁電傳感器輸出信號幅值可在
0.2V-12V之間變化，且針對此變化開發(fā)了一種磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路，該電路可將幅值為0. 2V 12V之間的轉(zhuǎn)速正弦信號變換為穩(wěn)定的方波信號。本發(fā)明克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路包括用于磁電傳感器正弦信號輸入的Portl接口、運算放大器、滯環(huán)比較器以及用于輸出轉(zhuǎn)速方波信號的Port2接口，Port I接口經(jīng)過電阻Rl、穩(wěn)壓二極管Dl和電阻R2連接于運算放大器的同相輸入端，電阻R3連接于運算放大器的反相輸入端，電阻R4連接于運算放大器的反相輸入端和輸出端，滯環(huán)比較器經(jīng)電阻R5、電阻R6連接于運算放大器的輸出端，Port2接口連接于滯環(huán)比較器。上述運算放大器為TLC277 二路精密單電源運算放大器。上述的滯環(huán)比較器為HEF4093施密特觸發(fā)器，電容C36連接于HEF4093施密特觸發(fā)器的Vdd針腳和Al針腳，HEF4093施密特觸發(fā)器的Vss針腳接地，HEF4093施密特觸發(fā)器的01針腳連接于Port2接口。本發(fā)明的有益效果是電路采用電阻Rl和3V穩(wěn)壓二極管對輸入信號進行限制，使得磁電傳感器原始信號幅值可以高達30V以上，仍可以調(diào)理出穩(wěn)定的方波信號，而運算放大器或者施密特觸發(fā)器等元器件不受影響，解決了傳感器信號幅值大，易造成元器件損壞的問題，有效提高了電路可靠性。電路采用運算放大器對傳感器輸入信號進行放大，然后進行整形，有效解決了信號幅值較小，傳統(tǒng)方法中串聯(lián)二極管時無法調(diào)理的問題，使得信號幅值在低至0. 2V時，仍可以整形出有效的方波信號。電路中運算放大器采用TLC277芯片，由于采用了 LinCMOSTM硅柵技術(shù)，可有效去除傳感器信號中的負半周，確保信號周期不變與原始信號相同。電路中采用基于滯環(huán)比較器的J1EF4093施密特觸發(fā)器，使得電路能夠有效抑制信號毛刺引起的波形失真，提高整形電路的抗干擾性。由于完全采用硬件實現(xiàn)，所以本磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路適應(yīng)范圍廣，成本低。


圖I為本發(fā)明的電路原理 圖中，I.運算放大器2.HEF4093施密特觸發(fā)器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖I對本發(fā)明做進一步說明。本磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路，包括用于磁電傳感器正弦信號輸入的Portl接 口、運算放大器I、滯環(huán)比較器以及用于輸出轉(zhuǎn)速方波信號的Port2接口，Port I接口經(jīng)過電阻R1、穩(wěn)壓二極管Dl和電阻R2連接于運算放大器I的同相輸入端，電阻R3連接于運算放大器I的反相輸入端，電阻R4連接于運算放大器I的反相輸入端和輸出端，滯環(huán)比較器經(jīng)電阻R5、電阻R6連接于運算放大器I的輸出端，Port2接口連接于滯環(huán)比較器。磁電傳感器感應(yīng)得到的正弦電壓信號經(jīng)R1、D1限幅后，由運算放大器I進行放大，放大后電壓信號由R5、R6提高運放輸出端電壓，然后送入滯環(huán)比較器進行整形，得到穩(wěn)定的方波信號。 轉(zhuǎn)速信號幅值高于3V時，通過穩(wěn)壓二極管Dl將信號幅值嵌位在3V，滿足運算放大
器I對輸入電壓Mifi < Vaz的要求，保護運算放大器I不受損壞；當(dāng)轉(zhuǎn)速信號幅值小于3V
時，二極管Dl不起作用，傳感器信號不受影響，直接輸入給運算放大器I。上述運算放大器I為TLC277 二路精密單電源運算放大器。該運算放大器主要有兩個作用
I.對輸入的信號進行放大，以提供出足夠幅值的正弦信號，經(jīng)整形電路整形得到方波信號。2.將磁電傳感器正弦信號中的負半周信號去除。對于將輸入的信號進行放大，以提供出足夠幅值的正弦信號，經(jīng)整形電路整形得到方波信號這個功能，一般運算放大器都可以實現(xiàn)，比如LM358、LM2902等運放芯片。但對于將磁電傳感器正弦信號中的負半周信號去除這一功能，由于TLC277 二路精密單電源運算放大器采用LinCMOSTM硅柵技術(shù)，相對于LM358等常規(guī)運放的BiFET、NFET技術(shù)，可有效去除運算放大器負半周信號。若傳感器輸出信號幅值大于IV時，也可利用二極管去除負半周信號，采用LM358進行放大，這種思路能夠降低成本；但實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，很多磁電傳感器信號幅值為0. 5 1V，為了使設(shè)計電路能夠變換最小幅值為0. 2V的信號，在電路中考慮使用基于LinCMOSTM技術(shù)的TLC277 二路精密單電源運算放大器是優(yōu)選的方案。TLC277 二路精密單電源運算放大器采用單電源5V供電，相對于正負電源供電，使得電路結(jié)構(gòu)非常簡單。而運算放大器輸出受電源供電影響，輸出限制為3. 5V左右。而滯環(huán)比較器，在5V供電時，其上限轉(zhuǎn)換電壓為1.9 3. 5V，下限轉(zhuǎn)換電壓為
I.5^3. IV，為提高信號轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性，采用電阻R5、R6調(diào)整TLC277 二路精密單電源運算放大器輸出。在TLC277 二路精密單電源運算放大器限制電壓為3. 5V時，通過電阻R5、R6可將電壓提高到4V以上，高于3. 5V的最高轉(zhuǎn)換電壓；而在TLC277 二路精密單電源運算放大器輸出為零時，電阻R5、R6將電壓提高為0. 5V，低于I. 5V的最低轉(zhuǎn)換電壓，因此，提高TLC277二路精密單電 源運算放大器輸出電壓后可有效提高磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理的準(zhǔn)確性。上述的滯環(huán)比較器為HEF4093施密特觸發(fā)器2，電容C36連接于HEF4093施密特觸發(fā)器2的Vdd針腳和Al針腳，HEF4093施密特觸發(fā)器2的Vss針腳接地，HEF4093施密特觸發(fā)器2的01針腳連接于Port2接口。HEF4093施密特觸發(fā)器2常用于脈沖整形，由4個
2輸入端施密特觸發(fā)器電路組成。HEF4093施密特觸發(fā)器2具有滯后特性，當(dāng)輸入電壓Vin上升到正向閾值電壓&時，EF4093施密特觸發(fā)器2翻轉(zhuǎn)輸出低電平，而當(dāng)輸入電壓下降為Vv時，EF4093施密特觸發(fā)器2輸出仍保持低電平，只有當(dāng)輸入電壓Jrijt下降到下限閾值電
壓時，EF4093施密特觸發(fā)器2輸出變?yōu)楦唠娖叫盘?，該滯后特性在進行脈沖整形時可有效消除噪聲干擾影響，保證信號輸出的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路，其特征在于包括用于磁電傳感器正弦信號輸入的Portl接口、運算放大器(I)、滯環(huán)比較器以及用于輸出轉(zhuǎn)速方波信號的Port2接口，Portl接口經(jīng)過電阻R1、穩(wěn)壓二極管Dl和電阻R2連接于運算放大器(I)的同相輸入端，電阻R3連接于運算放大器(I)的反相輸入端，電阻R4連接于運算放大器(I)的反相輸入端和輸出端，滯環(huán)比較器經(jīng)電阻R5、電阻R6連接于運算放大器(I)的輸出端，Port2接口連接于滯環(huán)比較器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路，其特征在于上述運算放大器(I)為TLC277 二路精密單電源運算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路，其特征在于上述的滯環(huán)比較器為HEF4093施密特觸發(fā)器(2)，電容C36連接于HEF4093施密特觸發(fā)器(2)的Vdd針腳和Al針腳，HEF4093施密特觸發(fā)器(2)的Vss針腳接地，HEF4093施密特觸發(fā)器(2)的01 針腳連接于Port2接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁電傳感器轉(zhuǎn)速信號調(diào)理電路。包括用于磁電傳感器正弦信號輸入的Port1接口、運算放大器、滯環(huán)比較器以及用于輸出轉(zhuǎn)速方波信號的Port2接口，Port1接口經(jīng)過電阻R1、穩(wěn)壓二極管D1和電阻R2連接于運算放大器的同相輸入端，電阻R3連接于運算放大器的反相輸入端，電阻R4連接于運算放大器的反相輸入端和輸出端，滯環(huán)比較器經(jīng)電阻R5、電阻R6連接于運算放大器的輸出端，Port2接口連接于滯環(huán)比較器。該電路使得磁電傳感器原始信號在高達30V以上時仍可以調(diào)理出穩(wěn)定的方波信號，解決了因信號幅值大，易造成元器件損壞的問題。電路采用運算放大器對傳感器輸入信號進行放大，然后進行整形，解決了因信號幅值較小串聯(lián)二極管無法調(diào)理的問題。
文檔編號H03K5/01GK102638249SQ20121011975
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者劉斐, 劉楊, 王麗梅, 程勇, 黃萬友 申請人:山東大學(xué)