DE19836483A1 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles

Info

Publication number
DE19836483A1
DE19836483A1 DE1998136483 DE19836483A DE19836483A1 DE 19836483 A1 DE19836483 A1 DE 19836483A1 DE 1998136483 DE1998136483 DE 1998136483 DE 19836483 A DE19836483 A DE 19836483A DE 19836483 A1 DE19836483 A1 DE 19836483A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electroacoustic transducer
bridge
capacitance
vibrating component
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1998136483
Other languages
English (en)
Inventor
Reinhold Fiess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE1998136483 priority Critical patent/DE19836483A1/de
Publication of DE19836483A1 publication Critical patent/DE19836483A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B60Q9/002—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for parking purposes, e.g. for warning the driver that his vehicle has contacted or is about to contact an obstacle
    • B60Q9/004—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for parking purposes, e.g. for warning the driver that his vehicle has contacted or is about to contact an obstacle using wave sensors
    • B60Q9/006—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for parking purposes, e.g. for warning the driver that his vehicle has contacted or is about to contact an obstacle using wave sensors using a distance sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/48—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for parking purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedämpfung eines Ausschwingers eines mechanisch schwingenden Bauteiles nach einer Anregung, wobei das mechanisch schwingende Bauteil durch eine elektrische Kapazität (C0) und einen der Kapazität (C0) parallel geschalteten Serienschwingkreis mit einem Widerstand (R1), einer Induktivität (L1) und einer Kapazität (C1) charakterisiert ist, wobei ein fiktiver, durch den Serienschwingkreis fließender Strom (I) einer Schwingungsgeschwindigkeit des schwingenden Bauteiles entspricht. Hierbei wird beim Ausschwingen eine dem Strom (I) proportionale Spannung abgeleitet und an das mechanische Bauteil zurückgekoppelt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles nach einer Anregung, wobei das mecha­ nisch schwingende Bauteil durch eine elektrische Kapazität C0 und einen der Kapazität C0 parallel geschalteten Serienschwingkreis mit einem Widerstand R1, einer Induktivität L1 und einer Kapazität C1 charakterisiert ist, wobei ein fiktiver, durch den Serienschwingkreis fließender Strom I einer Schwingungsgeschwin­ digkeit des schwingenden Bauteiles entspricht, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen elektroakustischen Wandler mit einem mechanisch schwingenden Bauteil, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 3. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung eines derartigen elek­ troakustischen Wandlers.
Stand der Technik
Als schwingendes Bauteil wird beispielsweise für einen Ultraschallsensor bei einer Einparkhilfe eines Kraftfahrzeuges ein ferroelektrischer Sensor im Puls-Echo-Verfahren betrieben. Ein derartiger ferroelektrischer Sensor ist ein Wand­ ler, der einerseits ein elektrisches Signal bzw. elektrische Energie in Ultraschall bzw. Ultraschallenergie und andererseits umgekehrt Ultraschall bzw. Ultraschal­ lenergie in ein elektrisches Signal bzw. elektrische Energie umwandelt. Der Ul­ traschallsensor wird bei seiner Resonanzfrequenz angeregt und empfängt nach einer gewissen Laufzeit einen von einem Hindernis reflektierten Schall.
Hierbei ergibt sich das Problem, daß der Sensor nach seiner pulsartigen Anre­ gung nachschwingt bzw. ausschwingt und in dieser Nachschwingzeit kein reflek­ tiertes Signal empfangen werden kann. Typische Nachschwingzeiten von für Einparkhilfen verwendeten Sensoren liegen bei etwa 1,2 bis 1,5 ms. Dies ent­ spricht einer minimal meßbaren Entfernung von ca. 20 cm.
Ein ferroelektrischer Sensor für eine Einparkhilfe eines Kraftfahrzeuges umfaßt im wesentlichen ein Aluminiumtöpfchen, in welches eine ferroelektrische Keramik bzw. Piezokeramik eingeklebt ist. Fig. 1 veranschaulicht ein Ersatzschaltbild für ein schwingendes Bauteil, beispielsweise einen ferroelektrischen Sensor. Die elektrischen Ersatzparameter R1, L1 und C1 entsprechen realen mechanischen Größen, wobei R1 inneren und äußeren Verlusten an mechanischer Energie, L1 einer trägen Masse der Piezokeramik sowie den mit ihr verbundenen Teilen und C1 einem Kehrwert einer Federsteifigkeit des Systems entspricht. C0 entspricht einer elektrische Kapazität des Ultraschallwandlers. Der Strom I durch den Seri­ enschwingkreis R1, L1 und C1 entspricht dabei einer Geschwindigkeit einer mit der ferroelektrischen Keramik verbundenen Membran.
Um eine möglichst kurze Nachschwingzeit zu erzielen, wurden derartige Wandler bisher mit einem passiven Parallelschwingkreis abgeglichen. Aufgrund von Ferti­ gungstoleranzen muß jedoch eine Induktivität des Parallelschwingkreises für jeden Wandler unterschiedlich eingestellt werden. Außerdem muß die Größe R1, d. h. eine mechanische Belastung des Wandlers, über einen Silikonschaum er­ höht werden. Der Silikonschaum muß dabei Luftblasen einer vorbestimmten Größe enthalten. Um beispielsweise in einem Temperaturbereich von -40 Grad bis +80 Grad Celsius das Nachschwingen in vernünftigen Grenzen zu halten muß außerdem dem Wandler eine Kapazität mit negativem Temperaturkoeffizi­ enten zugeschaltet werden. Eine derartige Kapazität erfordert eine spezielle, kostenintensive Keramik mit negativem Temperaturkoeffizienten.
Der Spulenabgleich, die komplizierte Herstellung des Silikonschaumes und die zusätzliche Kapazität verursachen in nachteiliger Weise in einem Fertigungspro­ zeß von Einparkhilfen für Kraftfahrzeuge sehr hohe Kosten. Zusätzlich findet eine erhebliche Verunreinigung einer gesamten Fertigungsanlage durch Statio­ nen statt, welche den Silikonschaum in den Wandler einbringen. Dies erfordert aufwendige und kostenintensive Abdeckungen sowie Reinigungsverfahren.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und ei­ nen verbesserten elektroakustischen Wandler der obengenannten Art zur Verfü­ gung zu stellen sowie eine Verwendung anzugeben, welche die obengenannten Nachteile beseitigt und durch verkürzte Nachschwingzeiten des elektroakusti­ schen Wandlers eine Messung von kleinen Abständen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 ge­ kennzeichneten Merkmalen, durch einen elektroakustischen Wandler der o.g. Art mit den in Anspruch 3 gekennzeichneten Merkmalen und durch eine Verwen­ dung gemäß Anspruch 12 gelöst.
Dazu ist es bei einem Verfahren der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß beim Ausschwingen eine dem Strom I proportionale Spannung abgeleitet und an das mechanische Bauteil zurückgekoppelt wird.
Dies hat den Vorteil, daß ohne Silikonschaum, ohne zusätzliche Kapazität mit negativem Temperaturkoeffizienten und ohne individuell abzugleichenden Spu­ len wesentlich kürzere Nachschwingzeiten über einen Temperaturbereich von -40 Grad bis +80 Grad erzielt werden.
Eine bevorzugte Weitergestaltungen des Verfahrens ist in Anspruch 2 beschrie­ ben.
Für eine optimale Bedämpfung mit möglichst kurzer Ausschwingzeit wird dabei die Spannung vor der Rückkopplung verstärkt.
Bei einem elektroakustischen Wandler der o.g. Art ist es zur Lösung der obigen Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß das schwingende Bauteil in eine Brückenschaltung eingeschleift ist.
Dies hat den Vorteil, daß ohne aufwendige Maßnahmen, wie beispielsweise zu­ sätzlicher Kapazität mit negativem Temperaturkoeffizienten, individuell abzu­ stimmender Induktivität oder mechanischer Dämpfung mittels eines Silikon­ schaumes niedrige Ausschwingzeiten des schwingenden Bauteils nach einer kurzzeitigen Anregung über einen Temperaturbereich von -40 Grad bis +80 Grad erzielt werden, so daß der elektroakustische Wandler nach einer Anregung in kürzester Zeit zum Empfang und zum Umwandeln eines Echosignals zur Verfü­ gung steht.
Vorzugsweise Weitergestaltungen des Wandlers sind in den Ansprüchen 4 bis 10 beschrieben.
Das schwingende Bauteil ist beispielsweise durch eine elektrische Kapazität C0 und einen der Kapazität C0 parallel geschalteten Serienschwingkreis mit einem Widerstand R1, einer Induktivität L1 und einer Kapazität C1 charakterisiert, wo­ bei ein fiktiver, durch den Serienschwingkreis fließender Strom I einer Schwin­ gungsgeschwindigkeit des schwingenden Bauteiles entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Brückenschaltung einen mit dem elektroakustischen Wandler in Serie geschalteten ersten Brückenwider­ stand Rb1 sowie eine Brückenkapazität Cb und einen zweiten Brückenwider­ stand Rb2, wobei die Brückenkapazität Cb und der zweite Brückenwiderstand Rb2 in Serie und bezüglich des elektroakustischen Wandlers mit dem ersten Brückenwiderstand Rb1 parallel geschaltet sind.
Zur Ableitung einer der Schwingungsgeschwindigkeit des schwingenden Bauteils proportionalen Größe umfaßt die Brückenschaltung einen Spannungsausgang Ua mit einem ersten Pol und einem zweiten Pol, wobei der erste Pol zwischen der Brückenkapazität Cb und dem zweiten Brückenwiderstand Rb2 und der zweite Pol zwischen dem elektroakustischen Wandler und dem ersten Brücken­ widerstand Rb1 angeschlossen ist.
Zur effektiven Bedämpfung ist der Spannungsausgang der Brückenschaltung mit einem Anschluß des elektroakustischen Wandlers für ein Anregungssignal ver­ bunden.
Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Spannungsausgang und dem Anschluß des elektroakustischen Wandlers für das Anregungssignal eine Vorrichtung zur Spannungsverstärkung, insbesondere ein Operationsverstärker, eingeschleift.
Zur selektiven Rückkopplung des Spannungsausganges der Brückenschaltung lediglich in Ausschwingphasen des elektroakustischen Wandlers ist zwischen dem Spannungsausgang und dem Anschluß des elektroakustischen Wandlers für das Anregungssignal ein Schalter vorgesehen, welcher lediglich in Aus­ schwingphasen eine Verbindung von dem Spannungsausgang zu dem Anschluß des elektroakustischen Wandlers für das Anregungssignal herstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektroakustische Wandler ein Ul­ traschallwandler, ein ferroelektrischer Wandler oder ein elektrostatischer Wand­ ler. Eine Ausschwingzeit des schwingenden Bauteiles nach einer Anregung be­ trägt beispielsweise 700 µm oder weniger, insbesondere 400 µs oder 200 µs.
Erfindungsgemäß findet der vorgenannte elektroakustische Wandler beispiels­ weise als Ultraschallwandler in einer Einparkhilfe für ein Kraftfahrzeug Verwen­ dung.
Dies hat den Vorteil, daß bei einem Einparkvorgang auch sehr kurze Entfernun­ gen von beispielsweise 5 cm meßbar sind, wodurch ein noch genaueres Einpar­ ken möglich wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild eines schwingenden Bauteils eines elektroaku­ stischen Wandlers,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers,
Fig. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen elektroakustischen Wandlers,
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Ausschwingvorgangs bei einem elektroakustischen Wandler gemäß Fig. 1 und
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Ausschwingvorgangs bei einem elektroakustischen Wandler gemäß Fig. 3.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Wie sich aus dem in Fig. 1 dargestellten Ersatzschaltbild ergibt, ist ein schwin­ gendes Bauteil eines elektroakustischen Wandlers im wesentlichen charakteri­ siert durch die elektrischen Ersatzparameter R1, L1 und C1, welche realen me­ chanischen Größen entsprechen. Der Ersatzparameter R1 entspricht inneren und äußeren Verlusten an mechanischer Energie. Der Ersatzparameter L1 ent­ spricht einer trägen Masse des schwingenden Bauteiles sowie den mit diesem verbundenen Teilen. Der Ersatzparameter C1 entspricht einem Kehrwert einer Federsteifigkeit des Systems. C0 entspricht einer elektrische Kapazität des Ul­ traschallwandlers. Ein Strom I durch den Serienschwingkreis R1, L1 und C1 ent­ spricht ferner einer Geschwindigkeit einer mit dem schwingenden Bauteil ver­ bundenen Membran. Ein Anschluß 10 dient zum Einkoppeln eines Anregungs­ signals für den elektroakustischen Wandler. Ein weitere Anschluß 12 ist mit ei­ nem Massepotential verbunden.
Der mechanische Serienschwingkreis, welcher im Ersatzschaltbild durch R1, L1 und C1 dargestellt ist, folgt einer Differentialgleichung 2. Ordnung.
A2.x'' + A1.x' + A0.x = fe(t).
Hierbei ist x'' eine Beschleunigung, x' eine Geschwindigkeit, x eine Auslenkung und fe(t) eine Anregungsfunktion, welche über den Anschluß 10 eingekoppelt wird. A0, A1, A2 bezeichnen jeweilige Koeffizienten. Der Anregungsfunktion fe(t) wird erfindungsgemäß eine weitere Funktion fr(t) hinzu geschaltet, welche nach­ folgend als Rückkoppelfunktion bezeichnet wird.
A2.x'' + A1.x' + A0.x = fe(t) + fr(t).
Hierbei erfolgt eine geschwindigkeitsproportionale Rückkoppelung gemäß
fr(t) = B1.x'
wobei B1 ein Dämpfungskoeffizient ist. Hierdurch ist die Dämpfung des Schwing­ kreises beeinflußbar. Eingesetzt ergibt sich somit folgende Differentialgleichung:
A2.x'' + (A1-B1).x' + A0.x = fe(t).
Die Größe I, d. h. der Strom durch den Serienkreis R1, L1 und C1, entspricht im Ersatzschaltbild einer Geschwindigkeit einer Membran, welche mit dem schwin­ genden Bauteil des elektroakustischen Wandlers verbunden ist. Die obige Diffe­ rentialgleichung in Worte gefaßt bedeutet: Es wird eine dem Strom I proportio­ nale Spannung Ua generiert und zurückgekoppelt. Der fiktive Strom I im Ersatz­ schaltbild kann nicht direkt gemessen werden, weil das schwingende Bauteil, beispielsweise eine ferroelektrische Keramik, nur über die Anschlüsse 10 und 12 zugänglich ist.
Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Wandler bzw. dessen schwin­ gendes Bauteil in eine Brückenschaltung einzubauen, wie dies in Fig. 2 schema­ tisch veranschaulicht ist. Die Brückenschaltung umfaßt einen mit dem elektroa­ kustischen Wandler in Serie geschalteten ersten Brückenwiderstand Rb1 sowie eine Brückenkapazität Cb und einen zweiten Brückenwiderstand Rb2, wobei die Brückenkapazität Cb und der zweite Brückenwiderstand Rb2 in Serie und bezüg­ lich des elektroakustischen Wandlers mit dem ersten Brückenwiderstand Rbl parallel geschaltet sind.
Die Brückenschaltung umfaßt ferner einen Spannungsausgang Ua mit einem ersten Pol 14 und einem zweiten Pol 16, wobei der erste Pol 14 zwischen der Brückenkapazität Cb und dem zweiten Brückenwiderstand Rb2 und der zweite Pol 16 zwischen dem elektroakustischen Wandler und dem ersten Brückenwi­ derstand Rb1 angeschlossen ist.
Die Kapazität C0 wird durch die Brücke abgeglichen. Der Abgleich muß nicht exakt erfolgen. Die Brückenspannung Ua ist proportional der fiktiven Größe I. Damit wird eine reale Spannung Ua erzeugt, die der Geschwindigkeit des schwingenden Bauteils proportional ist. Diese Spannung Ua wird an das schwin­ gende Bauteil bzw. an den Anschluß 10 zurückgekoppelt.
Über die Anschlüsse 10, 12 wird eine Anregungsspannung Ue eingekoppelt. Mit "0" ist ferner ein Massepotential bezeichnet.
Eine Beispiel für eine erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung ist in Fig. 3 dar­ gestellt, wobei die für C0, R1, L1 und C1 angegebenen Größen einem durch­ schnittlichen Ultraschallwandler für eine Einparkhilfe in einem Kraftfahrzeug ent­ sprechen. Der Wandler wird von einer Spannungsquelle W über Schalter M3 und M4 direkt angeregt. An den Polen 14 und 16 ist ein Operationsverstärker 18 angeschlossen, welcher die Ausgangsspannung Ua aus der Brückenschaltung verstärkt und über Leitung 20 und Schalter M1 und M2 an den Anschluß 10 zu­ rückkoppelt. Nach einer Sendezeit von beispielsweise 230 µs wird über die Schalter M1 und M2 die Verstärkte Spannung Ua auf den Anschluß 10 gegeben, wogegen in Sende- und Empfangszeiten die Schalter M1 und M2 offen sind, so daß keine aktive Bedämpfung des Serienkreises R1, L1, C1 erfolgt. Dies stellt ein ungestörtes Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen sicher.
Die Fig. 4 und 5 stellen jeweilige Ausschwingvorgänge eines elektroakustischen Wandlers nach einer Anregung graphisch dar, wobei Fig. 4 einen Ausschwing­ vorgang ohne und Fig. 5 einen Ausschwingvorgang mit erfindungsgemäßer Brückenschaltung darstellt. Auf der horizontalen Achse 22 ist die zeit in Millise­ kunden und auf der vertikalen Achse 24 ist der Strom I in Ampere aufgetragen. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler eine wesentlich niedrigere Ausschwingzeit von 0,4 ms aufweist als ein herkömmlich betriebener Wandler mit einer Ausschwingzeit von 1,2 ms.
Mit der erfindungsgemäßen aktiven Bedämpfung sind sehr kurze Nachschwing­ zeiten von 0,2 ms oder weniger realisierbar. Hierbei können mit einem Ultra­ schallwandler auch noch Entfernung von bis zu 5 cm herab gemessen werden. Es ist keine abzugleichende Induktivität erforderlich und das Nachschwingen bleibt auch in einem Temperaturbereich von -40 bis +80 Grad Celsius unter 0,7 ms, so daß auch auf einen Kondensator mit negativem Temperaturkoeffizienten verzichtet werden kann.
Mit einem temperaturabhängigen Brückenwiderstand Rbl und/oder Rb2 mit ne­ gativem Temperaturkoeffizient, einem sogn. NTC-Widerstand (negativ tempera­ ture coefficient), kann das Nachschwingen von -40 bis +125 Grad Celsius unter 0,4 ms gehalten werden, was einen Einsatzbereich des Wandlers entsprechend erweitert. Ein solcher NTC-Widerstand ist ferner kostengünstiger als ein Kon­ densator mit negativem Temperaturkoeffizienten.
Durch die wesentlich kürzeren Meßentfernungen des erfindungsgemäßen Wandlers ohne hohen Kostenaufwand bei der Herstellung und Montage sind diesem Wandler zusätzlich neue technische Anwendungsgebiete eröffnet, wobei oben lediglich beispielhaft auf einen Ultraschallsensor für eine Einparkhilfe eines Kraftfahrzeugs hingewiesen ist. Ferner ist die Erfindung auch auf andere Senso­ ren, wie beispielsweise elektrostatische Wandler, mit einem ähnlichen Ersatz­ schaltbild wie ferroelektrische Sensoren anwendbar.

Claims (12)

1. Verfahren zur Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles nach einer Anregung, wobei das mechanisch schwingende Bauteil durch eine elektrische Kapazität (C0) und einen der Kapazität (C0) parallel geschalteten Serienschwingkreis mit einem Wider­ stand (R1) einer Induktivität (L1) und einer Kapazität (C1) charakterisiert ist, wobei ein fiktiver, durch den Serienschwingkreis fließender Strom (I) einer Schwingungsgeschwindigkeit des schwingenden Bauteiles entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschwingen eine dem Strom (I) proportionale Spannung abgeleitet und an das mechanische Bauteil zurückgekoppelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung vor der Rückkopplung verstärkt wird.
3. Elektroakustischer Wandler mit einem mechanisch schwingenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingende Bauteil in eine Brückenschaltung eingeschleift ist.
4. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingende Bauteil durch eine elektrische Kapazität (C0) und einen der Kapazität (C0) parallel geschalteten Serienschwingkreis mit einem Wi­ derstand (R1), einer Induktivität (L1) und einer Kapazität (C1) charakterisiert ist, wobei ein fiktiver, durch den Serienschwingkreis fließender Strom (I) ei­ ner Schwingungsgeschwindigkeit des schwingenden Bauteiles entspricht.
5. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung einen mit dem elektroakustischen Wandler in Serie geschalteten ersten Brückenwiderstand (Rb1) sowie eine Brückenkapazität (Cb) und einen zweiten Brückenwiderstand (Rb2) umfaßt, wobei die Brüc­ kenkapazität (Cb) und der zweite Brückenwiderstand (Rb2) in Serie und be­ züglich des elektroakustischen Wandlers mit dem ersten Brückenwider­ stand (Rb1) parallel geschaltet sind.
6. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung einen Spannungsausgang (Ua) mit einem ersten Pol (14) und einem zweiten Pol (16) umfaßt, wobei der erste Pol (14) zwi­ schen der Brückenkapazität (Cb) und dem zweiten Brückenwiderstand (Rb2) und der zweite Pol (16) zwischen dem elektroakustischen Wandler und dem ersten Brückenwiderstand (Rb1) angeschlossen ist.
7. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsausgang (14, 16) der Brückenschaltung mit einem An­ schluß (10) des elektroakustischen Wandlers für ein Anregungssignal (Ue) verbunden ist.
8. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungsausgang (14, 16) und dem Anschluß (10) des elektroakustischen Wandlers für das Anregungssignal eine Vorrichtung zur Spannungsverstärkung (18), insbesondere ein Operationsverstärker, eingeschleift ist.
9. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungsausgang (14, 16) und dem Anschluß (10) des elektroakustischen Wandlers für das Anregungssignal ein Schalter vor­ gesehen ist, welcher lediglich in Ausschwingphasen eine Verbindung von dem Spannungsausgang (14, 16) zu dem Anschluß (10) des elektroaku­ stischen Wandlers für das Anregungssignal herstellt.
10. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Ultraschallwandler, ein ferroelektrischer Wandler oder ein elektrostatischer Wandler ist.
11. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausschwingzeit des schwingenden Bauteiles nach einer Anregung 700 µs oder weniger, insbesondere 400 µs oder 200 µs, beträgt.
12. Verwendung des elektroakustischen Wandlers gemäß wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 11 als Ultraschallwandler in einer Einparkhilfe für ein Kraftfahrzeug.
DE1998136483 1998-08-12 1998-08-12 Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles Ceased DE19836483A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998136483 DE19836483A1 (de) 1998-08-12 1998-08-12 Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998136483 DE19836483A1 (de) 1998-08-12 1998-08-12 Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19836483A1 true DE19836483A1 (de) 2000-02-17

Family

ID=7877271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998136483 Ceased DE19836483A1 (de) 1998-08-12 1998-08-12 Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19836483A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041214A1 (de) * 2004-08-26 2006-03-09 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg Vorrichtung zur Schallminderung von Lärmquellen in schmalen Frequenzbereichen
DE102006060032A1 (de) * 2006-10-16 2008-04-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Lärmverringerungsvorrichtung
DE102006060033A1 (de) * 2006-10-16 2008-04-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Geräuschveränderungsvorrichtung
DE102009000719A1 (de) 2009-02-09 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Elektrische Bedämpfung eines mechanisch schwingenden Bauteils
US7885415B2 (en) 2004-08-26 2011-02-08 Airbus Deutschland Gmbh Device and method for reducing sound of a noise source in narrow frequency ranges
US10585178B2 (en) 2015-10-21 2020-03-10 Semiconductor Componenents Industries, Llc Piezo transducer controller and method having adaptively-tuned linear damping

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041214A1 (de) * 2004-08-26 2006-03-09 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg Vorrichtung zur Schallminderung von Lärmquellen in schmalen Frequenzbereichen
DE102004041214B4 (de) * 2004-08-26 2006-07-06 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg Vorrichtung zur Schallminderung von Lärmquellen in schmalen Frequenzbereichen
US7885415B2 (en) 2004-08-26 2011-02-08 Airbus Deutschland Gmbh Device and method for reducing sound of a noise source in narrow frequency ranges
DE102006060032A1 (de) * 2006-10-16 2008-04-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Lärmverringerungsvorrichtung
DE102006060033A1 (de) * 2006-10-16 2008-04-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Geräuschveränderungsvorrichtung
US8054984B2 (en) 2006-10-16 2011-11-08 Bsh Home Appliances Corporation Sound altering apparatus
US8059827B2 (en) 2006-10-16 2011-11-15 Bsh Home Appliances Corporation Noise reduction apparatus
DE102009000719A1 (de) 2009-02-09 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Elektrische Bedämpfung eines mechanisch schwingenden Bauteils
DE102009000719B4 (de) 2009-02-09 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Elektrische Bedämpfung eines mechanisch schwingenden Bauteils
US10585178B2 (en) 2015-10-21 2020-03-10 Semiconductor Componenents Industries, Llc Piezo transducer controller and method having adaptively-tuned linear damping

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2984503B1 (de) Verfahren zur messung mittels ultraschall, insbesondere als parkhilfe für fahrzeuge, und ultraschallmesssysteme
EP0033508A1 (de) Schaltung für wechselweises Aussenden und Empfangen mit nur einem Schallgeber-Wandler
EP2320225B1 (de) Verfahren zum Abgleich von Ultraschallsensoren
WO2013178390A1 (de) Ultraschallsensor sowie vorrichtung und verfahren zur messung eines abstands zwischen einem fahrzeug und einem hindernis
WO2011141255A2 (de) Verfahren zum ansteuern eines ultraschallsensors und ultraschallsensor
EP0871019A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Feststellung einer Überfüllung bei der Messung des Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Impulslaufzeitverfahren
WO2009074369A1 (de) Sensorfunktion zur ansteuerung mit variabler sendefrequenz zum zwecke der verschmutzungserkennung
DE19801981C2 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor vom Vibrationstyp
DE102015015900B3 (de) Schwingelement für einen Ultraschall-Transducer mit Mehrfachresonanz
EP2807499B1 (de) Ansteuerungsschaltung und verfahren zur aktiven dämpfung eines ultraschallwandlers, sowie ultraschall-messsystem
DE19836483A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bedämpfung eines Ausschwingens eines mechanisch schwingenden Bauteiles
WO2020083910A1 (de) Schallwandler und verfahren zum betrieb des schallwandlers
DE10203855B4 (de) Schwinggyroskop und Temperaturdrift-Einstellverfahren für dasselbe
EP2828681A1 (de) Ultraschallsensor und verfahren zur messung eines objektabstands
WO1998053282A1 (de) Vibrations-füllstands-grenzschalter und verfahren zur feststellung und/oder überwachung eines füllstands eines mediums in einem behälter
DE102011016287A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs
DE4400448C1 (de) Ansteuer- und Auswerteanordnung für zwei als Sender und Empfänger betreibbare Ultraschallwandler
DE102009000719B4 (de) Elektrische Bedämpfung eines mechanisch schwingenden Bauteils
WO2013091933A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung eines ultraschallsensors
DE102012014197A1 (de) Ultraschallwandler und korrespondierendeVorrichtung zur Umfelderfassung in einem Fahrzeug
DE102017108341B4 (de) Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung und separaten Empfangseinrichtungen, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
EP3881035A1 (de) Vibronischer sensor mit temperaturkompensation
DE102010062930A1 (de) Verfahren zur Erfassung eines Objekts in einem Umfeld und Vorrichtung zur Erzeugung eines Ultraschallsignals
EP2715714A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aktiven dämpfung eines akustischen wandlers
WO2012055859A2 (de) Verfahren zur regelung einer vorspannung für einen kapazitiven mikromechanischen ultraschallwandler

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140219