專利名稱：衰減并聯(lián)振蕩電路的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衰減并聯(lián)振蕩電路的裝置和方法。
背景技術(shù)：
盡管參照了泊車輔助用的超聲波換能器來說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此。
為了確定一輛汽車與另一輛汽車的距離，可以測量超聲波脈沖在對(duì)前面的汽車發(fā)去并且返回的距離上的傳播時(shí)間。一個(gè)超聲波換能器為此以脈沖形式產(chǎn)生一種超聲波信號(hào)。一個(gè)超聲波傳感器探測所述超聲波信號(hào)的反射的部分并且一個(gè)后置的裝置確定傳播時(shí)間。從約330/s的聲傳播速度有對(duì)前方汽車的約7.5cm的距離得出0.5ms的傳播時(shí)間。
所述超聲波信號(hào)典型地由一種聲換能裝置產(chǎn)生，在所述聲換能裝置中一個(gè)壓電執(zhí)行器推動(dòng)一個(gè)空腔膜(Topfmembran)。在一個(gè)壓電執(zhí)行器上施加一種頻率在超聲波范圍(＞20kHz)并且幅度在中等電壓范圍(10V至200V)的電壓信號(hào)。在圖6中示出這樣一種聲換能裝置5的電子電路。一個(gè)電流源2產(chǎn)生一種發(fā)射電流1(信號(hào))，所述發(fā)射信號(hào)1以感應(yīng)的方式通過一個(gè)變壓器4的初級(jí)電感4a傳輸?shù)酱渭?jí)電感4b中。在此發(fā)射電流1通過一個(gè)開關(guān)3鍵控?fù)Q向，所述開關(guān)在一次發(fā)射激勵(lì)以后轉(zhuǎn)變到高歐姆的中間位置。次級(jí)電感4b與所述聲換能裝置及其電容一起構(gòu)成一個(gè)有一個(gè)電諧振頻率的并聯(lián)電路。所述電諧振頻率在超聲波的范圍。為了實(shí)現(xiàn)壓電執(zhí)行器的理想的激勵(lì)，把所述電諧振頻率調(diào)諧到聲換能裝置5的機(jī)械諧振頻率。
聲換能裝置5不僅用于發(fā)射聲的超聲波信號(hào)11，也用于接收超聲波信號(hào)11的反射的部分12。所接收的反射的超聲波信號(hào)12通過所述聲換能裝置5轉(zhuǎn)換成電壓電平并且通過帶有一個(gè)運(yùn)算放大器6的放大裝置進(jìn)行放大并且輸出為輸出信號(hào)10。
所發(fā)射超聲波信號(hào)11中被反射的超聲波信號(hào)部分12非常微小。對(duì)應(yīng)地在通過聲換能裝置轉(zhuǎn)換所述反射的超聲波信號(hào)時(shí)獲得非常微小的電壓電平。這典型地在放大器輸入上在數(shù)10μV的范圍。為了能夠探測這種信號(hào)，需要在發(fā)射超聲波脈沖11的過程中把并聯(lián)振蕩電路中的振蕩的電壓幅度降低到一個(gè)低于所接收的信號(hào)的電壓的電平。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，要求所述并聯(lián)振蕩電路有足夠強(qiáng)的衰減。通過一個(gè)與運(yùn)算放大器的反向輸入端連接的電阻R1進(jìn)行衰減。只要不由于并聯(lián)振蕩電路的信號(hào)幅度把運(yùn)算放大器6激勵(lì)到飽和，就得出與電阻R1成比例的并且與所述并聯(lián)振蕩電路中的振蕩的電壓幅度成比例的衰減，由此在運(yùn)算放大器6的反向輸入端的虛擬地中流入一個(gè)電流。在反饋的運(yùn)算放大器電路的放大倍數(shù)為10、運(yùn)算放大器的供電電壓為0和3伏和等于供電電壓的一半的偏置電壓(2.5V)的情況下，在運(yùn)算放大器的反向輸入端上，最遲在幅度為250mV的信號(hào)時(shí)出現(xiàn)所述運(yùn)算放大器的飽和。如果所述運(yùn)算放大器的最高控制電壓低于所述供電電壓，那么所述飽和相應(yīng)地會(huì)較早出現(xiàn)。
典型地運(yùn)算放大器6的反向輸入端通過保護(hù)二極管D3和D4與一個(gè)地電位Gnd連接或者沿截止方向與VDD連接。此外所述并聯(lián)振蕩電路通過電容C1與所述運(yùn)算放大器連接，以達(dá)到隔離直流電壓電平。對(duì)于其數(shù)值大于供電電壓的一半VDD/2(2.5V)與二極管D3和D4上的電壓降(0.6V)之和的并聯(lián)振蕩電路的信號(hào)幅度，得出通過電阻R1向供電電位VDD或者地電位Gnd的電流。以此方式對(duì)于大的幅度，得出所述并聯(lián)振蕩電路的與并聯(lián)振蕩電路中的信號(hào)幅度成比例并且與電阻R1成比例的衰減，所述較大的幅度在此前所選的例子中是數(shù)值為3.1V的幅度。然而對(duì)于在0.25V至3.1V之間的范圍中的信號(hào)幅度卻得不出任何線性地與所述并聯(lián)振蕩電路中的信號(hào)幅度相關(guān)的衰減，因?yàn)橐环矫嫠鲢Q位二極管還沒有導(dǎo)通，而另一方面所述運(yùn)算放大器處于飽和狀態(tài)。
取代于用二極管鉗位所述運(yùn)算放大器的反向輸入端，可以采用兩個(gè)推挽構(gòu)形的大功率型晶體管的一個(gè)晶體管對(duì)。在此其中一個(gè)晶體管的發(fā)射極-集電極路徑把所述地與所述反向輸入端連接，而另一個(gè)晶體管的發(fā)射極-集電極線路把供電電壓與所述反向輸入端連接。在所述晶體管的基極上施加供電電壓的一半。由此，如果信號(hào)幅度的數(shù)值大于0.6V就把這兩個(gè)晶體管切換成導(dǎo)通。在此得出一個(gè)0.25V至0.6V的非線性衰減區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的構(gòu)思在于提供一種用于衰減具有一個(gè)次級(jí)電感和一個(gè)第一電容的并聯(lián)振蕩電路的裝置，其中可以通過一個(gè)初級(jí)電感以感應(yīng)的方式向次級(jí)電感耦合進(jìn)信號(hào)。所述以與變壓器的所述初級(jí)電感和/或次級(jí)電感并聯(lián)的方式把一個(gè)衰減線路與一個(gè)開關(guān)裝置進(jìn)行連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，在信號(hào)幅度的整個(gè)電壓區(qū)域上達(dá)到與信號(hào)幅度線性相關(guān)的衰減。
一個(gè)如本發(fā)明所述的方法提出，如果要衰減信號(hào)就把所述開關(guān)裝置切換到導(dǎo)通狀態(tài)。
如本發(fā)明所述方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在一個(gè)預(yù)先給定的時(shí)刻采用一種衰減，其中把所述開關(guān)裝置切換成接通了的狀態(tài)，并且在另一個(gè)時(shí)刻不衰減所述并聯(lián)振蕩電路。這尤其是對(duì)用最大幅度發(fā)射的聲換能裝置是有利的，然后進(jìn)行衰減，以達(dá)到迅速地降低信號(hào)幅度并且隨后準(zhǔn)備好接收反射的聲信號(hào)。
在從屬權(quán)利要求中給出了在權(quán)利要求1和10所述的衰減并聯(lián)振蕩電路的裝置的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案，以及在權(quán)利要求14中所述的衰減并聯(lián)振蕩電路的方法的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案。
在一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中，所述初級(jí)電感通過一個(gè)開關(guān)元件與一個(gè)電流源連接。從而以有利的方式除了衰減所述并聯(lián)振蕩電路以外還可以退耦所述電流源。在通過所述聲換能裝置接收信號(hào)時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)的方式退耦所述電流源。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)擴(kuò)展方案，所述并聯(lián)振蕩電路與所述開關(guān)裝置之間的一個(gè)連接點(diǎn)與一個(gè)運(yùn)算放大器的反向輸入端連接。從而可以把耦合進(jìn)所述聲轉(zhuǎn)換器中被反射回的超聲波信號(hào)輸送到一個(gè)放大裝置中。
根據(jù)另一個(gè)擴(kuò)展方案，一個(gè)電容器把所述并聯(lián)振蕩電路與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端連接。在使得能夠在所述運(yùn)算放大器與所述并聯(lián)振蕩電路之間有直流信號(hào)退耦。
根據(jù)另一個(gè)擴(kuò)展方案，在所述開關(guān)裝置中于所述連接點(diǎn)與一個(gè)第一電位之間安排一個(gè)第一晶體三極管，并且在所述連接點(diǎn)與一個(gè)第一地電位之間安排一個(gè)第二晶體三極管。此外這兩個(gè)晶體三極管的控制輸入端都與所述運(yùn)算放大器的一個(gè)信號(hào)輸出端連接。有利地以此方式控制所述運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)，所述運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)通過放大所述信號(hào)形成，所述信號(hào)是加在所述晶體三極管的基極上的電位。如果輸入信號(hào)乘以運(yùn)算放大電路的有效放大倍數(shù)大于這兩個(gè)晶體三極管之一的閾值電壓，這兩個(gè)晶體三極管之一就導(dǎo)通。以這種方式可以通過該衰減電路對(duì)小的信號(hào)幅度進(jìn)行衰減。
根據(jù)另一個(gè)擴(kuò)展方案，在這兩個(gè)晶體三極管的控制輸入端與運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端之間安排一個(gè)開關(guān)裝置。這使得能夠接入或者斷開信號(hào)的衰減。
根據(jù)另一個(gè)擴(kuò)展方案，在這兩個(gè)晶體三極管的控制輸入端與所述運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端之間安排一個(gè)分壓器。這使得能夠與運(yùn)算放大器電路的放大倍數(shù)無關(guān)地適配應(yīng)當(dāng)使用衰減的最低電壓電平。
衰減具有一個(gè)次級(jí)電感和一個(gè)第一電容的并聯(lián)振蕩電路的如本發(fā)明所述的裝置具有一個(gè)擁有一個(gè)無源的開關(guān)裝置衰減電路，其中可以通過初級(jí)電感向次級(jí)電感中耦合進(jìn)一個(gè)信號(hào)，所述無源的開關(guān)裝置以并聯(lián)方式連接于所述次級(jí)電感。有利地實(shí)現(xiàn)對(duì)超過二極管的閾值電壓的信號(hào)的衰減。在有利地采用肖特基二極管的情況下因而可以達(dá)到從0.2V起的衰減。
根據(jù)另一個(gè)擴(kuò)展方案，在所述衰減電路與所述無源的開關(guān)裝置之間的連接點(diǎn)與耦連電容器連接并且從而與DC電位GND連接。這是聲換能裝置5的DC電位。從而所述衰減對(duì)一個(gè)可忽略內(nèi)阻的低歐姆電位GND進(jìn)行，而不對(duì)不可忽略內(nèi)阻的參考電位點(diǎn)OP(V_dd/2)進(jìn)行，并且沒有電路的其它的部分中的耦合作用(參照V_dd/2，有相同參考電位的其它放大級(jí)隨同振蕩)。


本發(fā)明的實(shí)施例以及有利的擴(kuò)展方案在附圖中示出并且在下文中詳細(xì)地進(jìn)行說明。在附圖中圖1示出本發(fā)明的一個(gè)第一實(shí)施方式的一個(gè)示意圖；圖2示出本發(fā)明的一個(gè)第二實(shí)施方式的一個(gè)示意圖；圖3示出本發(fā)明的一個(gè)第三實(shí)施方式；圖4示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式開關(guān)裝置的一個(gè)示意圖；圖5示出本發(fā)明的一個(gè)第四實(shí)施方式；而圖6示出說明存在的問題的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件或者功能相同的部件，從而不逐一加以說明。
在圖1中示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的示意圖。一個(gè)聲換能裝置5起發(fā)射超聲波信號(hào)11和接收反射回的超聲波信號(hào)12的作用。有利地作以脈沖方式發(fā)射超聲波信號(hào)11。通過測取一個(gè)發(fā)射出的超聲波信號(hào)11在它被作為反射的超聲波信號(hào)12接收之前需要的時(shí)間段，可以確定至超聲波信號(hào)11在其上反射的目標(biāo)的距離。這主要可以用于汽車的泊車輔助。由于330/s的聲傳播速度，對(duì)聲換能裝置約15cm的距離得出約一個(gè)毫秒的傳播時(shí)間。
聲換能裝置5可以通過一種空腔膜構(gòu)成，所述空腔膜由一種壓電執(zhí)行器推動(dòng)。所述壓電執(zhí)行器在電原理圖中很近似于一種電容器。所述空腔膜的機(jī)械特性，譬如強(qiáng)度、質(zhì)量和機(jī)械阻尼確定所述聲換能裝置的諧振頻率和衰減特性。其特征在原理上可以通過與所述電容器并聯(lián)的由一個(gè)電阻、一個(gè)電容器和一個(gè)電感組成串聯(lián)電路進(jìn)行模擬。
聲換能裝置5并聯(lián)連接一個(gè)次級(jí)電感4b。以此方式，所述電感4b與聲換能裝置5的電容5構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)振蕩電路。有利地把該并聯(lián)振蕩電路的特征諧振頻率適配成對(duì)應(yīng)于聲換能裝置的機(jī)械特征諧振頻率。以此方式達(dá)到所述空腔膜的最大振幅并且從而產(chǎn)生最大的聲壓。在此要指出，按照以下方式構(gòu)成聲換能裝置5，使得其本征諧振在超聲波的范圍內(nèi)。
通過一個(gè)初級(jí)電感4a向次級(jí)電感4b中耦合進(jìn)一個(gè)信號(hào)1。所述次級(jí)電感4a和所述初級(jí)電感4b可以共同構(gòu)成一個(gè)變壓器4。這使能夠把耦合進(jìn)的信號(hào)1從變壓器4的初級(jí)側(cè)自舉到次級(jí)側(cè)。由一個(gè)電流源2提供信號(hào)1，所述電流源2可以通過一個(gè)開關(guān)元件3，例如一個(gè)交替開關(guān)，與初級(jí)電感4a連接。
為了測量超聲波信號(hào)11的傳播時(shí)間，要求能夠探測反射的超聲波信號(hào)12。聲換能裝置5把反射的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。然而，因?yàn)橹环瓷渌l(fā)射出的超聲波信號(hào)11中的很小一部分，所對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)非常小。這種電壓信號(hào)的典型數(shù)量級(jí)在幾個(gè)μV的范圍內(nèi)。與此相反，在用于激勵(lì)所述空腔膜的所述并聯(lián)振蕩電路中的信號(hào)幅度在10V-200V或者以上的范圍內(nèi)。因此，可能必須把由次級(jí)電感4b與聲換能裝置5形成的并聯(lián)振蕩電路中的電壓幅度衰減到低于幾個(gè)μV的電壓電平。從而需要高于140dB的衰減。在其中必須達(dá)到所述衰減的時(shí)間段由超聲波信號(hào)11抵達(dá)反射的目標(biāo)并且返回聲換能裝置5的傳播時(shí)間給定，根據(jù)20cm的近測量性能，典型地在約1ms的范圍內(nèi)。
不希望純機(jī)械地衰減空腔膜以達(dá)到對(duì)應(yīng)的衰減時(shí)間，因?yàn)檫@是與信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置5的高發(fā)射聲壓相違背的。此外，如果這種衰減恒定地起作用就會(huì)由于這種機(jī)械的衰減而削弱被反射的聲信號(hào)12。在所述第一實(shí)施方式中提出由衰減電路R1和R3衰減由次級(jí)電感4b和聲換能器5的電容構(gòu)成的并聯(lián)振蕩電路。這兩個(gè)衰減電路R1和R3可以具有電阻。衰減電路R3與開關(guān)裝置S1構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路并聯(lián)連接到次級(jí)電感4b上。在圖1中所述并聯(lián)電路通過地電位Gnd完成。如果開關(guān)裝置S1導(dǎo)通，電流流過衰減電路R3而在衰減電路R3中消耗對(duì)應(yīng)的功率。適當(dāng)?shù)剡x擇衰減電路R3的阻值可以在數(shù)毫秒內(nèi)達(dá)到高于140dB的衰減。
在通過聲換能裝置5接收超聲波信號(hào)12時(shí)開關(guān)裝置S1處于截止的狀態(tài)。在此信號(hào)的衰減只通過經(jīng)電阻R1流入虛地中的電流進(jìn)行，所述電阻R1把聲換能裝置5與運(yùn)算放大器6的反向輸入端連接。對(duì)于接收和發(fā)射超聲波信號(hào)該衰減有利地保持得很小，其中采用有高電阻值的衰減電路R1。從而僅僅很少地衰減信號(hào)。以此方式可以在發(fā)射的情況下達(dá)到超聲波信號(hào)11的最大聲壓。
衰減電路R1把由次級(jí)電感4b與聲換能裝置5構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路與運(yùn)算放大器6的反向輸入端連接。運(yùn)算放大器6借助于電阻R2和一個(gè)電容C2反饋。這使得接收的超聲波信號(hào)12和其對(duì)應(yīng)的電壓電平能夠通過由運(yùn)算放大器6、衰減電路R1和反饋構(gòu)成的運(yùn)算放大電路放大，并且輸出為輸出信號(hào)10，在此所述衰減電路R1起降壓電阻的作用。
另一個(gè)實(shí)施方式提出采用一種有非常高的輸入電阻的非反向的運(yùn)算放大電路。在此所述運(yùn)算放大器的輸入端通過一個(gè)電阻與地電位和所述并聯(lián)振蕩電路連接。
在圖2中示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式。與第一個(gè)實(shí)施方式相反，其中由一個(gè)衰減電路R4和一個(gè)開關(guān)裝置S3構(gòu)成的串聯(lián)電路與初級(jí)電感4a進(jìn)行并聯(lián)連接。在開關(guān)裝置S2導(dǎo)通的狀態(tài)下，從次級(jí)電感4b和聲換能裝置5的并聯(lián)振蕩電路中提取的功率耗散在衰減電路R4中(在圖中錯(cuò)誤地還用R2替代R4！)。為了借助于衰減電路R4達(dá)到與第一實(shí)施方式的衰減電路R4的衰減對(duì)應(yīng)的衰減，要考慮由初級(jí)電感4a和次級(jí)電感4b組成的變壓器4的傳輸比N。在此得出一個(gè)1/N2的系數(shù)。
在圖3中示出本發(fā)明的一個(gè)第三實(shí)施方式。一個(gè)第一晶體三極管T1通過集電極連接一個(gè)第一電壓電位V3，所述第一電壓電位例如可以是運(yùn)算放大器6的供電電壓VDD。晶體三極管T1是第一導(dǎo)通類型的。晶體三極管T1可以是雙極型晶體三極管也可以是場效應(yīng)晶體三極管。一個(gè)第二導(dǎo)通類型的晶體三極管T2通過它的集電極與第二地電位GndB連接，運(yùn)算放大器6的供電線路可以與第二地電位連接。這兩個(gè)晶體三極管T1和T2的發(fā)射極都與運(yùn)算放大器6的反向輸入端連接。如果在運(yùn)算放大器6的反向輸入端上加有一個(gè)信號(hào)，而其電位比施加在晶體三極管T2的基極上的電位高出至少晶體三極管T2的閾值電壓，那么晶體三極管T2就導(dǎo)通，并且把運(yùn)算放大器6的反向輸入端與第二地電位GndB連接。類似地，如果運(yùn)算放大器6的反向端的電位比加在晶體三極管T1的基極上的電位低至少一個(gè)所述晶體三極管T1的閾值，那么晶體三極管T1就導(dǎo)通。以此方式把運(yùn)算放大器6的反向輸入端與第一電壓電位V3連接。使電流通過衰減電路R1對(duì)地電位GndB或者第一供電電位V3流去所要求的最低電壓值可以通過所述晶體三極管的閾值電壓和施加在該晶體三極管T1和T2的基極上的電位控制。所述晶體三極管的基極都與反饋的運(yùn)算放大器6的輸出信號(hào)連接。從而在所述晶體三極管的基極上加有經(jīng)過放大的反向的輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)被施加在運(yùn)算放大器6的反向輸入端。在所述運(yùn)算放大器上的一個(gè)50mV的信號(hào)和示例地10倍的放大系數(shù)的情況下得出在晶體三極管T2上的-500mV的基極電壓。如果晶體三極管T2的閾值電壓例如是550mV，那么晶體三極管T2切換成導(dǎo)通狀態(tài)。類似地，如果在運(yùn)算放大器6上的反向輸入端上的信號(hào)為6-50mV，晶體三極管T1切換成導(dǎo)通狀態(tài)。由此得出，從50mV的電壓幅度起一個(gè)電流流過衰減電路R1，并且于是衰減包含次級(jí)電感4b和聲換能裝置5的并聯(lián)振蕩電路。對(duì)于低于50mV的電壓幅度，通過反饋由運(yùn)算放大器6達(dá)到一種衰減。在此可以把運(yùn)算放大器6的反向輸入端看作虛地。
在晶體三極管T1和T2的基極與運(yùn)算放大器6之間的信號(hào)路徑中可以安排一個(gè)開關(guān)裝置S3。這使得能夠接入或者關(guān)閉所述衰減。
運(yùn)算放大器6的直流電壓電位通過一個(gè)電容C1與所述并聯(lián)電路的直流電位退耦。
由兩個(gè)電阻R6和R7構(gòu)成的分壓器的連接點(diǎn)52與晶體三極管T1和T2的基極連接。所述分壓器把供電電壓V3與地電位GndB連接。最好把電阻R6和R7選擇為相同大小。
在運(yùn)算放大器6的輸出端與所述連接點(diǎn)52之間的信號(hào)路徑由一個(gè)電阻R5與電阻R6和R7構(gòu)成一個(gè)第二分壓器。該第二分壓器使得能夠與由輸入電阻R1、反饋電阻R2和運(yùn)算放大器6組成的運(yùn)算放大電路的所選取的放大系數(shù)無關(guān)地適配運(yùn)算放大器6的輸出信號(hào)。
在圖4中示出所述實(shí)施方式之一的開關(guān)裝置S1的示意圖。該開關(guān)裝置S1由兩個(gè)相互反向并聯(lián)安排在雙側(cè)連接的信號(hào)路徑組成。其中，一個(gè)信號(hào)路徑具有一個(gè)二極管、一個(gè)晶體三極管，例如一個(gè)場效應(yīng)晶體管。在所述場效應(yīng)晶體管上可以施加一個(gè)外部的控制信號(hào)Vst。如果在兩個(gè)晶體三極管T10和T11的基極上施加對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)Vst，那么在第一個(gè)半波期間第一信號(hào)路徑導(dǎo)通，而在第二個(gè)半波期間第二信號(hào)路徑導(dǎo)通。如果所述晶體三極管不包含內(nèi)部保護(hù)二極管D12、D13那么可以取消二極管D10、D11。
在圖5中示意地示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式。以與次級(jí)電感4b并聯(lián)的方式連接一個(gè)包括衰減電路R1和兩個(gè)并聯(lián)的二極管D1和D2的的串聯(lián)電路。有利的是，這兩個(gè)二極管D1和D2是肖特基二極管。因?yàn)樾ぬ鼗O管具有典型地0.2伏特的非常低的閾值電壓，得出大于0.2V的信號(hào)幅度的并聯(lián)振蕩電路的衰減。對(duì)于低于0.2V的信號(hào)幅度的衰減可以通過反饋的運(yùn)算放大器6的反向輸入端達(dá)到。從而得到具有次級(jí)電感4b和聲換能裝置5的并聯(lián)振蕩電路的在很大程度上線性的衰減。通過兩個(gè)附加的肖特基二極管所要求的電路技術(shù)開銷非常地低。這從而使得有改善并聯(lián)振蕩電路衰減的成本合算的變例。然而在發(fā)射過程中由于沒有切換所以這種衰減還起作用。
盡管借助于優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，而是可以以各種方式進(jìn)行修改。
在這種情況下，在聲換能裝置5的位置上同樣可以安排另一個(gè)諧振激勵(lì)的容性裝置，以諧振方式激勵(lì)所述容性裝置并且應(yīng)當(dāng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)使其強(qiáng)烈地衰減。在此還可以設(shè)想用于聲納測量的傳感器。
權(quán)利要求
1.衰減具有一個(gè)次級(jí)電感(4b)和一個(gè)第一電容(5)的并聯(lián)振蕩電路的裝置，其中可以通過一個(gè)初級(jí)電感(4a)以感應(yīng)的方式向該次級(jí)電感(4b)耦合進(jìn)一信號(hào)(1)；其中，以與所述的初級(jí)電感和/或次級(jí)電感并聯(lián)的方式，把一個(gè)衰減電路(R1、C1；R3；R4)與一個(gè)開關(guān)裝置(S1；S2；S4；D1、D2)進(jìn)行連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，可以借助于一個(gè)外部開關(guān)信號(hào)(Vst)切換所述開關(guān)裝置(S1；S2；S4)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述初級(jí)電感(4a)通過一個(gè)開關(guān)元件(3)與一個(gè)電流源(2)連接。
4.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述并聯(lián)振蕩電路與開關(guān)裝置(S1；S4)之間的一個(gè)連接點(diǎn)(50.51)與一個(gè)運(yùn)算放大器(6)的反向輸入端相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述并聯(lián)振蕩電路通過一個(gè)電容器(C1)與所述運(yùn)算放大器(6)的反向輸入端連接。
6.如權(quán)利要求4或5所述的裝置，其中，在所述開關(guān)裝置(S4)中，在所述連接點(diǎn)(51)與一個(gè)第一電位(V3)之間安排一個(gè)第一晶體三極管(T1)，并且在所述連接點(diǎn)(51)與一個(gè)第一地電位(GndB)之間安排一個(gè)第二晶體三極管(T2)；并且這兩個(gè)晶體三極管(T1、T2)的控制輸入端都與所述運(yùn)算放大器(6)的一個(gè)信號(hào)輸出端連接。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，在這兩個(gè)晶體三極管(T1、T2)的控制輸入端與運(yùn)算放大器(6)的信號(hào)輸出端(54)之間安排一個(gè)開關(guān)裝置(S3)。
8.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其中，在這兩個(gè)晶體三極管(T1、T2)的控制輸入端與所述運(yùn)算放大器(6)的信號(hào)輸出端(54)之間安排一個(gè)分壓器(R5、R6)。
9.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述電容(5)是聲換能裝置(5)的電容。
10.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述開關(guān)裝置(S1、S2、S3、S4)具有晶體三極管(T1、T2、T10、T11)。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述開關(guān)裝置(S1；S2；S4；D1、D2)具有一個(gè)無源的開關(guān)裝置(D1、D2)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，其中所述無源的開關(guān)裝置(D1、D2)具有兩個(gè)反接的二極管(D1、D2)，所述反接的二極管(D1、D2)與所述衰減電路(R1)串聯(lián)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中，所述衰減電路(R1)包含一個(gè)電阻(R1)和肖特基二極管(D1、D2)。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述衰減電路(R1)與所述無源的開關(guān)裝置(D1、D2)之間的一個(gè)連接點(diǎn)(50)與一個(gè)運(yùn)算放大器(6)的反向輸入端相連接。
15.衰減并聯(lián)振蕩電路(4b、5)的方法，所述并聯(lián)振蕩電路(4b、5)具有一個(gè)次級(jí)電感(4b)和一個(gè)電容(5)，其中通過一個(gè)初級(jí)電感(4a)以感應(yīng)的方式向該次級(jí)電感(4b)耦合進(jìn)一信號(hào)(1)；并且其中，以與初級(jí)電感(4a)和/或次級(jí)電感相并聯(lián)的方式安排包括一個(gè)衰減電路(R1、C1；R3；R4)和一個(gè)開關(guān)裝置(S1；S2；S4)的串聯(lián)電路；具有以下步驟如果所述信號(hào)(1)要被衰減，那么所述開關(guān)裝置(S1；S2；S4)切換到導(dǎo)通狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及衰減包含一個(gè)次級(jí)電感(4b)和一個(gè)第一電容(5)的并聯(lián)振蕩電路的裝置。可以通過一個(gè)初級(jí)電感(4a)以感應(yīng)的方式向次級(jí)電感(4b)中耦合進(jìn)信號(hào)(1)。與初級(jí)電感(4a)和/或次級(jí)電感(4b)相并聯(lián)地連接包括一個(gè)開關(guān)裝置(S
文檔編號(hào)G01S15/10GK101073287SQ200580041730
公開日2007年11月14日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月6日
發(fā)明者M·雷徹 申請人:羅伯特·博世有限公司