衰减并联振荡电路的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及衰减包含一个次级电感（４ｂ）和一个第一电容（５）的并联振荡电路的装置。可以通过一个初级电感（４ａ）以感应的方式向次级电感（４ｂ）中耦合进信号（１）。与初级电感（４ａ）和／或次级电感（４ｂ）相并联地连接包括一个开关装置（Ｓ↓［１］）的衰减电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
尽管参照了泊车辅助用的超声波换能器来说明本专利技术，但是本专利技术并不局限于此。为了确定一辆汽车与另一辆汽车的距离，可以测量超声波脉冲在对前面的汽车发去并且返回的距离上的传播时间。一个超声波换能器为此以脉冲形式产生一种超声波信号。一个超声波传感器探测所述超声波信号的反射的部分并且一个后置的装置确定传播时间。从约330/s的声传播速度有对前方汽车的约7.5cm的距离得出0.5ms的传播时间。所述超声波信号典型地由一种声换能装置产生，在所述声换能装置中一个压电执行器推动一个空腔膜(Topfmembran)。在一个压电执行器上施加一种频率在超声波范围(＞20kHz)并且幅度在中等电压范围(10V至200V)的电压信号。在图6中示出这样一种声换能装置5的电子电路。一个电流源2产生一种发射电流1(信号)，所述发射信号1以感应的方式通过一个变压器4的初级电感4a传输到次级电感4b中。在此发射电流1通过一个开关3键控换向，所述开关在一次发射激励以后转变到高欧姆的中间位置。次级电感4b与所述声换能装置及其电容一起构成一个有一个电谐振频率的并联电路。所述电谐振频率在超声波的范围。为了实现压电执行器的理想的激励，把所述电谐振频率调谐到声换能装置5的机械谐振频率。声换能装置5不仅用于发射声的超声波信号11，也用于接收超声波信号11的反射的部分12。所接收的反射的超声波信号12通过所述声换能装置5转换成电压电平并且通过带有一个运算放大器6的放大装置进行放大并且输出为输出信号10。所发射超声波信号11中被反射的超声波信号部分12非常微小。对应地在通过声换能装置转换所述反射的超声波信号时获得非常微小的电压电平。这典型地在放大器输入上在数10μV的范围。为了能够探测这种信号，需要在发射超声波脉冲11的过程中把并联振荡电路中的振荡的电压幅度降低到一个低于所接收的信号的电压的电平。为了实现这点，要求所述并联振荡电路有足够强的衰减。通过一个与运算放大器的反向输入端连接的电阻R1进行衰减。只要不由于并联振荡电路的信号幅度把运算放大器6激励到饱和，就得出与电阻R1成比例的并且与所述并联振荡电路中的振荡的电压幅度成比例的衰减，由此在运算放大器6的反向输入端的虚拟地中流入一个电流。在反馈的运算放大器电路的放大倍数为10、运算放大器的供电电压为0和3伏和等于供电电压的一半的偏置电压(2.5V)的情况下，在运算放大器的反向输入端上，最迟在幅度为250mV的信号时出现所述运算放大器的饱和。如果所述运算放大器的最高控制电压低于所述供电电压，那么所述饱和相应地会较早出现。典型地运算放大器6的反向输入端通过保护二极管D3和D4与一个地电位Gnd连接或者沿截止方向与VDD连接。此外所述并联振荡电路通过电容C1与所述运算放大器连接，以达到隔离直流电压电平。对于其数值大于供电电压的一半VDD/2(2.5V)与二极管D3和D4上的电压降(0.6V)之和的并联振荡电路的信号幅度，得出通过电阻R1向供电电位VDD或者地电位Gnd的电流。以此方式对于大的幅度，得出所述并联振荡电路的与并联振荡电路中的信号幅度成比例并且与电阻R1成比例的衰减，所述较大的幅度在此前所选的例子中是数值为3.1V的幅度。然而对于在0.25V至3.1V之间的范围中的信号幅度却得不出任何线性地与所述并联振荡电路中的信号幅度相关的衰减，因为一方面所述钳位二极管还没有导通，而另一方面所述运算放大器处于饱和状态。取代于用二极管钳位所述运算放大器的反向输入端，可以采用两个推挽构形的大功率型晶体管的一个晶体管对。在此其中一个晶体管的发射极-集电极路径把所述地与所述反向输入端连接，而另一个晶体管的发射极-集电极线路把供电电压与所述反向输入端连接。在所述晶体管的基极上施加供电电压的一半。由此，如果信号幅度的数值大于0.6V就把这两个晶体管切换成导通。在此得出一个0.25V至0.6V的非线性衰减区域。
技术实现思路
本专利技术的构思在于提供一种用于衰减具有一个次级电感和一个第一电容的并联振荡电路的装置，其中可以通过一个初级电感以感应的方式向次级电感耦合进信号。所述以与变压器的所述初级电感和/或次级电感并联的方式把一个衰减线路与一个开关装置进行连接。本专利技术的优点是，在信号幅度的整个电压区域上达到与信号幅度线性相关的衰减。一个如本专利技术所述的方法提出，如果要衰减信号就把所述开关装置切换到导通状态。如本专利技术所述方法的一个优点是，在一个预先给定的时刻采用一种衰减，其中把所述开关装置切换成接通了的状态，并且在另一个时刻不衰减所述并联振荡电路。这尤其是对用最大幅度发射的声换能装置是有利的，然后进行衰减，以达到迅速地降低信号幅度并且随后准备好接收反射的声信号。在从属权利要求中给出了在权利要求1和10所述的衰减并联振荡电路的装置的有利的扩展方案和改进方案，以及在权利要求14中所述的衰减并联振荡电路的方法的扩展方案和改进方案。在一个有利的扩展方案中，所述初级电感通过一个开关元件与一个电流源连接。从而以有利的方式除了衰减所述并联振荡电路以外还可以退耦所述电流源。在通过所述声换能装置接收信号时按照标准的方式退耦所述电流源。根据本专利技术的另一个扩展方案，所述并联振荡电路与所述开关装置之间的一个连接点与一个运算放大器的反向输入端连接。从而可以把耦合进所述声转换器中被反射回的超声波信号输送到一个放大装置中。根据另一个扩展方案，一个电容器把所述并联振荡电路与所述运算放大器的反向输入端连接。在使得能够在所述运算放大器与所述并联振荡电路之间有直流信号退耦。根据另一个扩展方案，在所述开关装置中于所述连接点与一个第一电位之间安排一个第一晶体三极管，并且在所述连接点与一个第一地电位之间安排一个第二晶体三极管。此外这两个晶体三极管的控制输入端都与所述运算放大器的一个信号输出端连接。有利地以此方式控制所述运算放大器的输出信号，所述运算放大器的输出信号通过放大所述信号形成，所述信号是加在所述晶体三极管的基极上的电位。如果输入信号乘以运算放大电路的有效放大倍数大于这两个晶体三极管之一的阈值电压，这两个晶体三极管之一就导通。以这种方式可以通过该衰减电路对小的信号幅度进行衰减。根据另一个扩展方案，在这两个晶体三极管的控制输入端与运算放大器的信号输出端之间安排一个开关装置。这使得能够接入或者断开信号的衰减。根据另一个扩展方案，在这两个晶体三极管的控制输入端与所述运算放大器的信号输出端之间安排一个分压器。这使得能够与运算放大器电路的放大倍数无关地适配应当使用衰减的最低电压电平。衰减具有一个次级电感和一个第一电容的并联振荡电路的如本专利技术所述的装置具有一个拥有一个无源的开关装置衰减电路，其中可以通过初级电感向次级电感中耦合进一个信号，所述无源的开关装置以并联方式连接于所述次级电感。有利地实现对超过二极管的阈值电压的信号的衰减。在有利地采用肖特基二极管的情况下因而可以达到从0.2V起的衰减。根据另一个扩展方案，在所述衰减电路与所述无源的开关装置之间的连接点与耦连电容器连接并且从而与DC电位GND连接。这是声换能装置5的DC电位。从而所述衰减对一个可忽略内阻的低欧姆电位GND进行，而不对不可忽略内阻的参考电位点OP(V_dd/2)进行，并且没有电路的其它的本文档来自技高网...

【技术保护点】
衰减具有一个次级电感（４ｂ）和一个第一电容（５）的并联振荡电路的装置，其中可以通过一个初级电感（４ａ）以感应的方式向该次级电感（４ｂ）耦合进一信号（１）；　　　　其中，以与所述的初级电感和／或次级电感并联的方式，把一个衰减电路（Ｒ↓［１］、Ｃ↓［１］；Ｒ↓［３］；Ｒ↓［４］）与一个开关装置（Ｓ↓［１］；Ｓ↓［２］；Ｓ↓［４］；Ｄ↓［１］、Ｄ↓［２］）进行连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M雷彻，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]