DE3702624C1 - Device for determining defined trigger points - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung definierter Triggerpunkte eines sich zeitlich wiederholenden, störungsbehafteten elektrischen Gebersignales nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als definierte Triggerpunkte sind wählbare, sich periodisch wiederholende Punkte des Gebersignals anzusehen, die in Fig. 2 beispielsweise mit 215, 216 usw. bezeichnet sind.The invention relates to a device for determining defined trigger points of a repetitive, malfunctioning electrical sensor signal according to the preamble of claim 1. Selectable, periodically repeating points of the sensor signal are to be regarded as defined trigger points, which are shown in FIG. 2 for example with 215, 216 , etc. are designated.
Der Zweck solcher Einrichtungen besteht beispielsweise darin, mit Hilfe der aus den Gebersignalen abgeleiteten Triggerpunkte andere Einrichtungen zu synchronisieren. Dabei soll ein Synchronismus der anderen Einrich tungen mit dem den Gebersignalen zugrundeliegenden physikalischen Vorgang hergestellt werden. Das Gebersignal kann infolge innerer Schwankungen des beobachteten physikalischen Vorganges oder aber infolge äußerer Einflüsse stark gestört sein, so daß sich definierte Triggerpunkte nur schwer be stimmen lassen.The purpose of such facilities is, for example, with help the trigger points derived from the encoder signals other devices to synchronize. The other institutions should be synchronized with the physical process on which the encoder signals are based getting produced. The encoder signal can result from internal fluctuations in the observed physical process or due to external influences be severely disturbed so that defined trigger points are difficult to be vote.
Aus der DE-PS 31 27 264 ist eine Einrichtung zur Bestimmung des Trigger punktes eines elektrischen Signals bekannt. Diese Einrichtung soll Störungen im auszuwertenden Meßsignal als solche erkennen und auch bei stark gestörten Meßsignalen einen eindeutig definierten Triggerpunkt festlegen. Dazu wird das Gebersignal mehreren Vergleichseinrichtungen mit verschieden hohen Signalpegeln zugeführt.From DE-PS 31 27 264 is a device for determining the trigger point of an electrical signal is known. This facility is supposed to Recognize faults in the measurement signal to be evaluated as such and also with severely disturbed measurement signals a clearly defined trigger point establish. For this purpose, the encoder signal is used with several comparison devices different levels of signal supplied.
Vereinfacht ausgedrückt arbeitet die bekannte Einrichtung wie folgt: Wenn das Gebersignal die Schwelle eines ersten Vergleichers übersteigt, wird eine Zähleinrichtung gestartet, die die Zeitspanne zwischen dem Über schreiten der ersten Schwelle und dem Überschreiten einer zweiten Schwel le, die zu einer Erkennungseinrichtung gehört und größer als die erste Schwelle ist, ermittelt. Ein Triggerpunkt ist mit dem Überschreiten der ersten Schwelle genau dann bestimmt, wenn das Signal auch die zweite Schwelle überschreitet. Mit Hilfe der in der Zähleinrichtung erfaßten Zeitspanne wird dann, wenn die zweite Schwelle überschritten wurde, auf den Triggerpunkt zurückgeschlossen. Mit anderen Worten wird der Trigger punkt somit im Nachhinein ermittelt. Beim Ansprechen der Erkennungsein heit ist die für die Bestimmung des Triggerpunktes erforderliche Signal aufnahme beendet und es kann über die in der Zähleinrichtung zur Ver fügung stehende Information auf den Triggerpunkt rückgeschlossen werden. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie keine Bestimmung eines definierten Triggerpunktes in Echtzeit zuläßt, die aber für viele An wendungen wünschenswert oder erforderlich ist.Put simply, the known device works as follows: If the encoder signal exceeds the threshold of a first comparator a counting device started, the time between the over crossing the first threshold and crossing a second threshold le, which belongs to a recognition device and larger than the first Threshold is determined. A trigger point is when the determines the first threshold if and only if the signal also determines the second Threshold exceeds. With the help of those recorded in the counting device The time period then opens when the second threshold has been exceeded closed the trigger point. In other words, the trigger point determined afterwards. When addressing the recognition unit is the signal required to determine the trigger point Recording finished and it can be used in the counting device for ver available information can be deduced from the trigger point. The known device has the disadvantage that it does not determine a defined trigger point in real time, but for many An is desirable or necessary.
Aus der GB 14 24 387 ist eine Einrichtung bekannt, die zum Auffinden von dominierenden Impulsen eines Signals dient. Dazu wird aus einem festen Schwellwert und dem Maximalwert des Signals eine variable Schwelle, die als cut-off level bezeichnet wird, bestimmt. Aus dem Vergleich des Si gnals mit diesem cut-off level wird der dominierende Impuls erkannt. Diese Druckschrift lehrt jedoch nicht, wie definierte Triggerpunkte festgelegt werden können.From GB 14 24 387 a device is known for finding dominating pulses of a signal. This becomes a solid Threshold and the maximum value of the signal a variable threshold that is referred to as the cut-off level. From the comparison of the Si The dominating impulse is recognized with this cut-off level. These However, publication does not teach how to define defined trigger points can be.
Aufgabe der Erfindung ist, aus einem gegebenenfalls stark störungsbe hafteten, sich zeitlich wiederholenden Gebersignal definierte Trigger punkte zuverlässig und sicher sowie in Echtzeit zu erkennen. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan spruchs gelöst.The object of the invention is from a possibly strong interference stuck trigger repetitive trigger signal points reliably and securely and in real time. This task is according to the invention in a device of the type mentioned by the characterizing features of the main solved.
Demgegenüber hat die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruches den Vorteil, definierte Triggerpunkte in Echtzeit auch bei stark störungsbe hafteten Gebersignalen zuverlässig zu bestimmen, so daß ein Synchronismus zwischen dem sich wiederholenden physikalischen Vorgang, repräsentiert durch ein sich wiederholendes elektrisches Gebersignal, und anderen Vor gängen möglich wird.In contrast, the invention with the features of the main claim Advantage, defined trigger points in real time, even in the event of severe interference stuck to determine encoder signals reliably, so that synchronism between the repeating physical process through a repeating electrical encoder signal, and other pre gears becomes possible.
Das eventuell verstärkte Gebersignal wird zur Auswertung mehreren Ver gleichseinrichtungen zugeführt, denen unterschiedliche Signalpegel als Schwellenwert zugeordnet sind. Die Höhe der Schwellenwerte zur Bestimmung des k-ten Triggerpunktes orientiert sich an der Differenz aus positivem und negativem Spitzenwert, im folgenden Amplitude genannt, des (k - 1)-ten Signales. Es handelt sich somit um relative Schwellenwerte. Fehltriggerungen werden durch Ausblendung des Ausgangssignals des dem zweiten Schwellenwert zugeordneten Vergleichers für einen wählbaren Bruchteil der zwischen zwei Triggerpunkten liegenden Zeitspanne verhindert. Fallen Störungen in das nicht ausgeblendete Zeitfenster, so werden sie mit Hilfe zweier benachbarter Schwellenwerte erkannt. Ein besonderer Vorteil der Einrichtung ist darin zu sehen, daß zur Herstellung eines Synchronismus außer dem Gebersignal keine zusätzlichen Informationen erforderlich sind.The possibly amplified encoder signal is fed to several comparison devices for evaluation, to which different signal levels are assigned as a threshold value. The level of the threshold values for determining the kth trigger point is based on the difference between the positive and negative peak value, hereinafter referred to as amplitude, of the (k - 1) th signal. These are relative threshold values. False triggers are prevented by blanking out the output signal of the comparator assigned to the second threshold value for a selectable fraction of the time period lying between two trigger points. If faults fall within the time frame that is not hidden, they are identified with the help of two neighboring threshold values. A particular advantage of the device can be seen in the fact that no additional information is required apart from the transmitter signal in order to establish synchronism.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail in the following description explained. It shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtung, Fig. 1 is a block diagram of the device,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm zum Prinzip der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 1, und das Impulsdiagramm nach Fig. 2 is a timing diagram of the principle of operation of the device of FIG. 1, and the timing diagram according to
Fig. 3 erläutert die Wirkungsweise der Störunterdrückung durch Ausblendung. Fig. 3 explains the operation of interference suppression by blanking.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das sich auf die Erfassung des Förderbeginnes von Verteilereinspritzpumpen bezieht.An exemplary embodiment of the invention is described below, that relates to the recording of the start of funding from Distributor injection pumps relates.
In Fig. 1 ist mit 10 ein piezoresistiver Sensor bezeichnet, dessen Ausgangssignal einem Verstärker 11 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 11 wird einem Spitzenwertspeicher 12 zugeführt, der den negativen und positiven Spitzenwert des verstärkten Sensorsignales abspeichert. An der Leitung 110 steht das verstärkte Sensorsignal, beispielsweise zur Beobachtung mit einem Oszilloskop, zur Verfügung. Außerdem wird es über die Leitung 111 dem Schwellwertdetektor 13 zugeführt, dem gleichzeitig über die Leitungen 120 und 121 die Spitzenwerte des Spitzenwertspeichers 12 zugeführt werden. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 13 ist über 130 mit einer Impuls-Aufbereitung 16 verbunden, der über 161 ein Ausblendesignal zugeführt wird. Der Ausgang des Schwellwertdetektors 13 ist über die Leitung 131 mit einer Triggerimpulsüberwachung 15 verbunden, die einmal auf eine Schwellwertverstellung 14 wirkt, und über Signal 150 die Ausblendung 17 unterdrücken kann. Die Ausblendung 17 ist über 161 mit der Impulsaufbereitung 16 verbunden, und außerdem wird ihr das Signal 160 zugeführt. Die Schwellwertverstellung 14 beeinflußt den Schwellwertdetektor 13. Am Ausgang der Impuls-Aufbereitung steht das eigentliche Förderbeginnsignal 160 und das an einen Motortester angepaßte Signal 170 zur Verfügung.In Fig. 1, 10 denotes a piezoresistive sensor, the output signal of which is fed to an amplifier 11 . The output signal of the amplifier 11 is fed to a peak value memory 12 , which stores the negative and positive peak value of the amplified sensor signal. The amplified sensor signal is available on line 110 , for example for observation with an oscilloscope. In addition, it is fed via line 111 to the threshold value detector 13 , to which the peak values of the peak value memory 12 are simultaneously fed via lines 120 and 121 . The output of the threshold value detector 13 is connected via 130 to a pulse conditioning 16 , to which a masking signal is fed via 161 . The output of the threshold value detector 13 is connected via the line 131 to a trigger pulse monitor 15 , which acts once on a threshold value adjustment 14 and can suppress the masking 17 via signal 150 . The blanking 17 is connected to the pulse conditioning 16 via 161 , and the signal 160 is also fed to it. The threshold value adjustment 14 influences the threshold value detector 13 . The actual delivery start signal 160 and the signal 170 adapted to a motor tester are available at the output of the pulse conditioning.
Die Funktionsweise der Einrichtung nach Fig. 1 wird mit Hilfe der Impulsdiagramme nach Fig. 2 und 3 erläutert. In Fig. 2a ist mit 20 das eventuell verstärkte Gebersignal des Sensors 10 gekennzeichnet. Das Signal wird dem Spitzenwertspeicher 12 zugeführt, der den negativen und positiven Spitzenwert des Signals abspeichert. Abhängig von den gespeicherten Spitzenwerten werden im Schwellwertdetektor 13 die absoluten Pegel der relativen Schwellenwerte 210 bis 214 bestimmt. In Fig. 2a ist mit 210 der Wert für 0% der gemessenen Amplitude, mit 214 der Wert für 100% der gemessenen Amplitude gekennzeichnet. 211 ist ein erster, 212 ein zweiter Schwellenwert, mit 213 ist ein dritter Schwellenwert bezeichnet. Immer dann, wenn das Sensorsignal 20 die Schwelle 212 überschreitet, wird ein definierter Triggerpunkt bestimmt. Definierte Triggerpunkte liegen beispielsweise an den mit 215, 216 und 217 markierten Punkten vor. Mit 201 ist ein Füllstoß, mit 202 ein Absteuerimpuls bezeichnet. Sowohl der Füllstoß 201 als auch der Absteuerimpuls 202 würden Fehltriggerpunkte definieren, wenn nicht durch geeignete Methoden für eine Unterdrückung dieser Störungen gesorgt wäre. In Fig. 2b ist mit 220 ein zwischen den Triggerpunkten 215 und 216 liegender Zeitraum gekennzeichnet, für den die in diesem Zeitraum anfallenden Triggerpunkte ausgeblendet werden. Der Zeitraum, für den Fehlimpulse ausgeblendet werden sollen, gelangt über die Leitung 161 auf die Impuls-Aufbereitung 16. Am Ausgang der Impuls-Aufbereitung 16 stehen dann Förderbeginnimpulse nach Fig. 2c zur Verfügung, die dort mit 230 gekennzeichnet sind. Füllstöße und Absteuerimpulse (202, 201) führen aufgrund der Ausblendung nicht zu einer Fehltriggerung und nicht zu einer Erzeugung falscher Förderbeginnimpulse. Das Ausgangssignal der Impuls-Aufbereitung 16 steht dann am Ausgang 160 als Förderbeginnimpuls zur Verfügung, oder am Ausgang 170 als Signal für einen Motortester.The mode of operation of the device according to FIG. 1 is explained with the aid of the pulse diagrams according to FIGS. 2 and 3. In Fig. 2a, the possibly amplified sensor signal of the sensor 10 is indicated at 20. The signal is supplied to the peak value memory 12 , which stores the negative and positive peak values of the signal. Depending on the stored peak values, the absolute levels of the relative threshold values 210 to 214 are determined in the threshold value detector 13 . In FIG. 2a, 210 denotes the value for 0% of the measured amplitude and 214 denotes the value for 100% of the measured amplitude. 211 is a first threshold, 212 is a second threshold, and 213 is a third threshold. Whenever the sensor signal 20 exceeds the threshold 212 , a defined trigger point is determined. Defined trigger points are, for example, at the points marked with 215, 216 and 217 . 201 is a filling pulse, and 202 is a control pulse. Both the fill pulse 201 and the control pulse 202 would define false trigger points if appropriate methods were not used to suppress these disturbances. In FIG. 2b, 220 denotes a time period lying between the trigger points 215 and 216 , for which the trigger points occurring in this time period are hidden. The period of time for which false pulses are to be masked is sent to pulse processing 16 via line 161 . At the output of the pulse conditioning 16 , delivery start pulses according to FIG. 2 c are then available, which are identified there with 230 . Due to the blanking, bursts and divergence pulses ( 202, 201 ) do not lead to incorrect triggering and do not lead to the generation of incorrect start of delivery pulses. The output signal of pulse conditioning 16 is then available at output 160 as a start of delivery pulse, or at output 170 as a signal for a motor tester.
Bisher wurde die Wirkungsweise der Einrichtung im stationären Betrieb ohne Fehltriggerung beschrieben. Gleiche Bezugsziffern der Fig. 2d bezeichnen dieselben Größen wie die Bezugsziffern in Fig. 2a. Im Fall von Fehltriggerungen überschreitet das Signal des Sensors zunächst im mit 240 gekennzeichneten Punkt den zweiten Schwellenwert, unterschreitet daran anschließend aber im Punkt 241 den ersten Schwellenwert. Mit dem Unterschreiten des Schwellenwertes 211 im Punkt 241 wird der in 240 bestimmte Triggerpunkt von der Triggerimpulsüberwachung 15 nach Fig. 1 als fehlerhaft erkannt. Die Triggerimpulsüberwachung beeinflußt die Schwellwertverstellung 14, so daß die Schwellwerte 211 und 212 angehoben werden, gleichzeitig wird die Ausblendung unterdrückt. Folgen auf eine solche Fehltriggerung weitere Impulse, bei denen nach dem Überschreiten der Schwelle 212 oder des angehobenen Schwellwertes 242 der Schwellenwert 213 überschritten wird, so wird zunächst die Ausblendung aktiviert und anschließend die Schwelle 242 allmählich wieder abgesenkt. Bei Inbetriebnahme der Einrichtung wird durch einen power-on-reset der gleiche Synchronisationsvorgang eingeleitet, wie eben für die Fehltriggerung beschrieben. Typische Werte für die verschiedenen Schwellwerte sind: für Schwelle (211) 7% der maximalen Amplitude, für Schwelle (212) 10% der maximalen Amplitude, für Schwelle (213) 55% der maximalen Amplitude und eine Anhebung der Schwelle 211 und 212 der maximalen Amplitude.So far, the operation of the device in stationary operation without false triggering has been described. The same reference numbers in FIG. 2d denote the same sizes as the reference numbers in FIG. 2a. In the event of false triggering, the signal from the sensor first exceeds the second threshold value at the point identified by 240 , but then falls below the first threshold value at point 241 . When the threshold value 211 falls below the point 241 , the trigger point determined in 240 is recognized as faulty by the trigger pulse monitor 15 according to FIG. 1. The trigger pulse monitoring influences the threshold value adjustment 14 , so that the threshold values 211 and 212 are raised, at the same time the suppression is suppressed. If such false triggering is followed by further pulses in which the threshold 213 is exceeded after the threshold 212 or the raised threshold 242 has been exceeded, the masking is first activated and then the threshold 242 is gradually lowered again. When the device is started up, a power-on reset initiates the same synchronization process as described for the incorrect triggering. Typical values for the different threshold values are: for threshold ( 211 ) 7% of the maximum amplitude, for threshold ( 212 ) 10% of the maximum amplitude, for threshold ( 213 ) 55% of the maximum amplitude and an increase in threshold 211 and 212 of the maximum Amplitude.
In Fig. 3a ist mit 30 ein Sensorsignal gekennzeichnet, dessen Maximalamplitude mehr oder weniger stark schwankt. Infolgedessen werden nach dem mit 310 gekennzeichneten Impuls die absoluten Pegel der Schwellenwerte abgesenkt, nach dem Impuls 311 wieder angehoben und nach dem Impuls 312 wieder abgesenkt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung ist das Anheben und Absenken der absoluten Schwellenwerte nur für die Schwellen 213 und 214 dargestellt. Selbstverständlich werden die Schwellen 210 bis 212 ebenfalls der maximalen Amplitude angepaßt.In Fig. 3a, a sensor signal is indicated by 30, the maximum amplitude varies more or less. As a result, the absolute levels of the threshold values are lowered after the pulse labeled 310 , raised again after pulse 311 , and lowered again after pulse 312 . For the sake of clarity of presentation, the raising and lowering of the absolute threshold values is only shown for thresholds 213 and 214 . Of course, the thresholds 210 to 212 are also adapted to the maximum amplitude.
Fig. 3b dient der Erläuterung der Ausblendeinrichtung. Mit 320 ist der Zählerstand eines ersten Zählers, mit 321 der Zählerstand eines zweiten Zählers gekennzeichnet. Beide Zähler zählen im Wechsel einmal aufwärts und dann abwärts. Mit dem Aufwärtszählen wird die zwischen zwei Triggerpunkten liegende Zeitspanne T erfaßt, die dem Zählerstand des aufwärtszählenden Zählers entspricht, der bei eintreffen eines Triggerpunktes erreicht ist. Beim Abwärtszählen wird der Bruchteil dieser Zeitspanne festgelegt, für den eventuell auftauchende Triggerpunkte ausgeblendet werden sollen. In Fig. 3c ist mit 220 das Ausblendesignal gekennzeichnet (vgl. Fig. 2b), und man erkennt den Zusammenhang des Ausblendesignals mit der Zeitspanne, die die Zähler zum abwärts zählen brauchen. Mit 34 ist der Bereich gekennzeichnet, in dem von der Einrichtung nach Fig. 1 überhaupt nur ein Förderbeginnimpuls ausgegeben werden kann. FIG. 3b for explaining the extraction means. The counter reading of a first counter is identified by 320 and the counter reading of a second counter is identified by 321 . Both counters alternately count up and then down. With the upward counting, the time period T lying between two trigger points is detected, which corresponds to the count of the upward counting counter, which is reached when a trigger point arrives. When counting down, the fraction of this time period is determined for which trigger points that may appear should be hidden. In Fig. 3c, the Ausblendesignal is characterized with 220 (see. Fig. 2b), and it recognizes the connection of the Ausblendesignals with the amount of time need to count the counter down. 34 denotes the area in which only one start of delivery impulse can be output by the device according to FIG. 1.
Die Einrichtung kann in analoger Weise aufgebaut werden, doch auch Bestandteil eines in einem Mikrocomputer niedergelegten Programmes sein. Es liegt im Rahmen der Kenntnis eines Fachmannes, die Einrichtung in der einen oder anderen Art und Weise zu realisieren. Aus diesem Grunde wird von einer Darstellung schaltungstechnischen Details abgesehen.The facility can be built in an analogous way, but also Part of a program stored in a microcomputer be. It is within the knowledge of a professional who Realize furnishings in one way or another. For this reason, a representation is circuit-technical Details apart.
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