一种磁电式转速传感器处理装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁电式转速传感器处理装置和方法，该装置包括滤波模块、限幅模块、放大模块和整形模块，其中，滤波模块用于对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差模干扰成分，并发送给限幅模块；限幅模块用于将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，并发送给放大模块；放大模块用于将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰的抑制，并发送给整形模块；整形模块用于将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号。本发明技术方案中的处理装置具有较好的通用性，对差模干扰的抑制能力很强，并具有很强的抗干扰能力。
【专利说明】-种磁电式转速传感器处理装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆电子【技术领域】，尤其涉及一种磁电式转速传感器处理装置和方 法。
【背景技术】
[0002] 发动机电子控制技术不仅能够有效地提高发动机的经济性，而且能够灵活地优化 发动机的排放性能。电控燃油喷射和点火控制是发动机电子控制技术的核也。对于电控燃 油喷射和点火控制来讲，准确地获取发动机的转速和相位，尤其是相位，是非常重要的。
[0003] 然而，随着车辆控制功能的日益复杂，转速传感器处理电路工作的电磁环境也越 来越复杂。因此，转速传感器处理电路需要具有很强的抗干扰能力。目前，针对转速传感器 的处理电路已经有较为成熟的芯片。然而，经过实际的测试发现，在复杂的电磁环境下，其 处理结果会出现错误，因此急需研发出一种新型强抗干扰磁电式转速传感器处理装置和方 法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种磁电式转速传感器处理 装置和方法，对差模干扰的抑制能力很强，并且具有很强的抗干扰能力和较好的通用性。
[0005] 本发明提供了一种磁电式转速传感器处理装置，包括滤波模块、限幅模块、放大模 块和整形模块，其中，
[0006] 滤波模块用于对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差 模干扰成分，并发送给限幅模块；
[0007] 限幅模块用于将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，并发送给放大模 块；
[0008] 放大模块用于将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰 的抑制，并发送给整形模块；
[0009] 整形模块用于将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号。
[0010] 优选地，所述滤波模块进一步包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2,磁电 式转速传感器的地线信号XI和信号线信号X2分别接入第一电阻R1和第二电阻R2,所述第 一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2组成RC低通滤波器，用于对所述地线信号XI和信号 线信号X2进行滤波。
[0011] 优选地，所述限幅模块进一步包括四个相同的二极管，即第一二极管D1、第二二极 管D2、第H二极管D3和第四二极管D4,所述第一二极管D1和第二二极管D2用于将地线信 号XI经过滤波后的信号幅值限制在-VF到+VF，其中VF为第一二极管D1和第二二极管D2 的正向导通压降，第H二极管D3和第四二极管D4用于将信号线信号X2经过滤波后的信号 幅值限制在-VF到+VF。
[0012] 优选地，所述放大模块是对称结构，进一步包括H个相同的放大器、第H电阻R3 和六个阻值相同的电阻，H个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 U3,六个阻值相同的电阻是第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第走电阻R7、第八电阻 R8和第九电阻R9,第一放大器U1用于放大地线信号XI经过限幅的信号，并输入第H放大 器U3,第二放大器U2用于放大信号线信号X2经过限幅的信号，并输入第H放大器U3,第H 放大器U3用于对地线信号XI与信号线信号X2的合并信号狂2-X1)进一步放大，第H电阻 R3用于调节第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍数，其中第H放大器 U3输出的信号的电压VU3与地线信号XI经过限幅的信号的电压VX1和信号线信号X2经过 限幅的信号的电压VX2满足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
[0013] 优选地，所述整形模块进一步包括第四放大器U4、第十电阻R10、第十一电阻R11、 第五二极管D5和第十二电阻R12,其中第四放大器U4、第十电阻R10和第十一电阻R11用 于将放大后的转速信号转化为-Vcc到+VCC的方波信号，其中Vcc为5伏，第五二极管D5 和第十二电阻R12用于将-Vcc到+VCC的方波信号进一步整形为0伏-5伏的方波信号。
[0014] 本发明还提供了一种磁电式转速传感器处理方法，包括W下步骤：
[0015] 滤波模块对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差模干 扰成分，并发送给限幅模块；
[0016] 限幅模块将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，并发送给放大模块；
[0017] 放大模块将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰的抑 巧||，并发送给整形模块；
[0018] 整形模块将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号。
[0019] 优选地，所述滤波模块对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速 信号的差模干扰成分，进一步包括W下步骤：
[0020] 滤波模块包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2 ;
[0021] 磁电式转速传感器的地线信号XI和信号线信号X2分别接入第一电阻R1和第二 电阻R2 ;
[0022] 所述第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2组成RC低通滤波器，对所述地线信 号XI和信号线信号X2进行滤波。
[0023] 优选地，所述限幅模块将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，进一步包 括W下步骤：
[0024] 限幅模块包括第一二极管D1、第二二极管D2、第H二极管D3和第四二极管D4 ; [00巧]第一二极管D1和第二二极管D2将地线信号XI经过滤波后的信号幅值限制在-VF 到+VF，其中VF为第一二极管D1和第二二极管D2的正向导通压降；
[0026] 第H二极管D3和第四二极管D4将信号线信号X2经过滤波后的信号幅值限制 在-VF 到 +VF。
[0027] 优选地，所述放大模块将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对 共模干扰的抑制，进一步包括W下步骤：
[0028] 放大模块是对称结构，包括H个相同的放大器、第H电阻R3和六个阻值相同的电 阻，H个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U3，六个阻值相同的 电阻是第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第走电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9 ;
[0029] 第一放大器U1放大地线信号XI经过限幅的信号，并输入第H放大器U3 ;
[0030] 第二放大器U2放大信号线信号X2经过限幅的信号，并输入第H放大器U3 ;
[0031] 第H放大器U3对地线信号XI与信号线信号X2的合并信号狂2-X1)进一步放大；
[0032] 第H电阻R3调节第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍数，其 中第H放大器U3输出的信号的电压VU3与地线信号XI经过限幅的信号的电压VX1和信号 线信号X2经过限幅的信号的电压VX2满足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
[0033] 优选地，所述整形模块将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号，进一步 包括W下步骤：
[0034] 整形模块包括第四放大器U4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五二极管D5和第 十二电阻R12 ;
[OCK35] 第四放大器114、第十电阻R10和第^ 电阻R11将放大后的转速信号转化为-Vcc 到+Vcc的方波信号，其中Vcc为5伏；
[0036] 第五二极管D5和第十二电阻R12将-Vcc到+VCC的方波信号进一步整形为0 伏-5伏的方波信号，其中，第四放大器U4的参考电平为化ef，从-Vcc翻转为+VCC时 对应的第H放大器U3输出的信号的电压VU3的电压为VinL，从+VCC翻转为-Vcc时对 应的第H放大器U3输出的信号的电压VU3的电压为Vi址，VinL、Vi址和化ef满足：
【权利要求】
1. 一种磁电式转速传感器处理装置，其特征在于，包括滤波模块、限幅模块、放大模块 和整形模块，其中， 滤波模块用于对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差模干 扰成分，并发送给限幅模块； 限幅模块用于将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，并发送给放大模块； 放大模块用于将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰的抑 巧||，并发送给整形模块； 整形模块用于将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号。
2. 根据权利要求1所述的一种磁电式转速传感器处理装置，其特征在于，所述滤波模 块进一步包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2,磁电式转速传感器的地线信号XI 和信号线信号X2分别接入第一电阻R1和第二电阻R2,所述第一电阻R1、第一电容C1和第 二电阻R2组成RC低通滤波器，用于对所述地线信号XI和信号线信号X2进行滤波。
3. 根据权利要求1所述的一种磁电式转速传感器处理装置，其特征在于，所述限幅模 块进一步包括四个相同的二极管，即第一二极管D1、第二二极管D2、第H二极管D3和第 四二极管D4,所述第一二极管D1和第二二极管D2用于将地线信号XI经过滤波后的信号幅 值限制在-VF到+VF，其中VF为第一二极管D1和第二二极管D2的正向导通压降，第H二极 管D3和第四二极管D4用于将信号线信号X2经过滤波后的信号幅值限制在-VF到+VF。
4. 根据权利要求1所述的一种磁电式转速传感器处理装置，其特征在于，所述放大模 块是对称结构，进一步包括H个相同的放大器、第H电阻R3和六个阻值相同的电阻，H个 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U3，六个阻值相同的电阻是第 四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第走电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9,第一放大器 U1用于放大地线信号XI经过限幅的信号，并输入第H放大器U3,第二放大器U2用于放大 信号线信号X2经过限幅的信号，并输入第H放大器U3,第H放大器U3用于对地线信号XI 与信号线信号X2的合并信号狂2-X1)进一步放大，第H电阻R3用于调节第一放大器U1、第 二放大器U2和第H放大器U3的放大倍数，其中第H放大器U3输出的信号的电压VU3与地 线信号XI经过限幅的信号的电压VX1和信号线信号X2经过限幅的信号的电压VX2满足： VU3=l+2(R4 / R3)(VX2-VX1)。
5. 根据权利要求1所述的一种磁电式转速传感器处理装置，其特征在于，所述整形模 块进一步包括第四放大器U4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五二极管D5和第十二电阻 R12,其中第四放大器U4、第十电阻R10和第十一电阻R11用于将放大后的转速信号转化 为-Vcc到+Vcc的方波信号，其中Vcc为5伏，第五二极管D5和第十二电阻R12用于将-Vcc 到+Vcc的方波信号进一步整形为0伏-5伏的方波信号。
6. -种磁电式转速传感器处理方法，其特征在于，包括W下步骤： 滤波模块对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差模干扰成 分，并发送给限幅模块； 限幅模块将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，并发送给放大模块； 放大模块将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰的抑制， 并发送给整形模块； 整形模块将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号。
7. 根据权利要求6所述的一种磁电式转速传感器处理方法，其特征在于，所述滤波模 块对磁电式转速传感器输入的转速信号进行滤波，消除转速信号的差模干扰成分，进一步 包括W下步骤： 滤波模块包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2 ; 磁电式转速传感器的地线信号XI和信号线信号X2分别接入第一电阻R1和第二电阻 R2 ; 所述第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2组成RC低通滤波器，对所述地线信号XI 和信号线信号X2进行滤波。
8. 根据权利要求6所述的一种磁电式转速传感器处理方法，其特征在于，所述限幅模 块将滤波后的转速信号的幅值限制到预设的范围，进一步包括W下步骤： 限幅模块包括第一二极管D1、第二二极管D2、第H二极管D3和第四二极管D4 ; 第一二极管D1和第二二极管D2将地线信号XI经过滤波后的信号幅值限制在-VF到 +VF，其中VF为第一二极管D1和第二二极管D2的正向导通压降； 第H二极管D3和第四二极管D4将信号线信号X2经过滤波后的信号幅值限制在-VF 到 +VF。
9. 根据权利要求6所述的一种磁电式转速传感器处理方法，其特征在于，所述放大模 块将限幅后的转速信号进行放大，提高转速信号的幅值和对共模干扰的抑制，进一步包括 W下步骤： 放大模块是对称结构，包括H个相同的放大器、第H电阻R3和六个阻值相同的电阻， H个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U3，六个阻值相同的电阻 是第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第走电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9 ; 第一放大器U1放大地线信号XI经过限幅的信号，并输入第H放大器U3 ; 第二放大器U2放大信号线信号X2经过限幅的信号，并输入第H放大器U3 ; 第H放大器U3对地线信号XI与信号线信号X2的合并信号狂2-X1)进一步放大； 第H电阻R3调节第一放大器U1、第二放大器U2和第H放大器U3的放大倍数，其中第 H放大器U3输出的信号的电压VU3与地线信号XI经过限幅的信号的电压VX1和信号线信 号X2经过限幅的信号的电压VX2满足；VU3=1+2(R4 / R3) (VX2-VX1)。
10. 根据权利要求9所述的一种磁电式转速传感器处理方法，其特征在于，所述整形模 块将放大的转速信号转化成单片机处理的方波信号，进一步包括W下步骤： 整形模块包括第四放大器114、第十电阻310、第^ 电阻R11、第五二极管D5和第十二 电阻R12 ; 第四放大器114、第十电阻R10和第^ 电阻R11将放大后的转速信号转化为-Vcc到 +VCC的方波信号，其中Vcc为5伏； 第五二极管D5和第十二电阻R12将-Vcc到+VCC的方波信号进一步整形为0 伏-5伏的方波信号，其中，第四放大器U4的参考电平为化ef，从-Vcc翻转为+VCC时 对应的第H放大器U3输出的信号的电压VU3的电压为VinL，从+VCC翻转为-Vcc时对 应的第H放大器U3输出的信号的电压VU3的电压为Vi址，VinL、Vi址和化ef满足： niA nin VinL= ow (-Fee- Vref) + Vref ；VinH = -Frc/) + ，通过选择第十 RIO + RU i?10 + Wll 电阻R10、第^^一电阻R11和第四放大器U4的参考电平，增大翻转区间VhL-VinH。
【文档编号】G01P3/44GK104422785SQ201310401113
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】崔涛, 万国强, 胡美琦, 张付军, 吕姣 申请人:北京理工大学