专利名称：汽车模拟电阻信号精确采样电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车上模拟电阻信号采样技术，特别是一种在电压波动情况下对
汽车模拟电阻信号精确采样的电路。
背景技术：
现有的汽车仪表电源，一般具有12V系列和24V系列的，如一些小汽车、面包车、商务车属于12V系列的，其实际的电压工作环境一般为10.8V 16V这个范围内。而大型汽车，如卡车、客车等，是属于24V系列的，其实际的电压工作环境一般为21.6V 32V范围中。 电阻信号的采样，首先是要转化为电压信号，通过AD模数转化，然后微处理器就可以识别具体的电压，通过计算就可以知道具体的阻值，就可以知道传感器的电阻信号，然后就可以传感器反映的汽车状态了。 目前，在汽车仪表上，对模拟电阻信号采样，主要有四种采样电路，如图1、图2所示，在点火电源电压的上串联有电阻Rl和Rx，其中，Rx为汽车传感器电阻，电阻Rl为降压电阻，不同之处在于第一种采样电路，通过一个限流电阻R2直接输入到微处理器，而在第二种采样电路中，通过R2和R3分压再输入到微处理器，电阻R3接地连接，R2同时也具有限流作用。 不管如何，这两种电路都简单化，点火电源电压会在一定范围内波动，因此，所得到的采样电压，会随点火电源电压的波动而波动，得到的AD模数转化值就会不断变化，所以，无法做到精确采样。 又参见图3和图4，这是点火电压经过稳压电路的降压后得到VCC对传感器电阻进行供电。其方式与上述两种相同，这两种采样比较稳定。但是，这两种电路的VCC同时也为微处理器供电，增加了微处理器稳压电路的功率，流过地线的电流地大，容易产生地线压降，影响采样精度和微处理器系统的稳定性。如果采用独立的稳压电路进行供电，因为汽车上的高要求，独立的稳压电路，元器件也不少成本。 鉴于此，设计出一种汽车模拟电阻信号精确采样电路，本案由此产生。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种汽车模拟电阻信号精确采样电路，实现对汽车在电压波动情况下都能精确采样，同时可以对点火电源电压进行采样，检测是否处于掉电状态。 为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为 汽车模拟电阻信号精确采样电路，包括点火电压采样支路和模拟电阻采样支路；
模拟电阻采样支路包括依次串联至接地端的降压电阻R1和汽车传感器电阻Rx，两者的串
联点处通过限流电阻R2连接到微处理器的模拟信号输入端；点火电压采样支路包括依次串联至接地端的电阻R4和R5，其串联点处通过限流电阻R6到微处理器的点火检测端。[0011] 本实用新型还可以进一步完善 在模拟电阻采样支路上，限流电阻R2和模拟信号输入端的连接点上再通过分压电阻R3接地。 另外在两个支路上添加电容接地滤波，使得本实用新型工作更加稳定。如在点火电源处连接一个电容Cl，在电阻R2两端连接分别接电容C2和C3，在电阻R6和点火检测端的连接处也接电容C4。 采用上述方案后，本实用新型可以只需要采样点火检测端和模拟信号输入端的电压，就可以得到汽车传感器电阻Rx信号数值，因此不受点火电压的波动影响，所以在10. 8V 16V或者21. 6V 32V范围内均可精确采样到所需要的信号数值。
图1是现有汽车点火电源电压采样电路一 ； 图2是现有汽车点火电源电压采样电路二 ； 图3是现有汽车稳压电源电压采样电路一 ； 图4是现有汽车稳压电源电压采样电路二 ； 图5是本实用新型实施例一的电路图； 图6是本实用新型实施例二的电路图。
具体实施方式如图5所示，为本实用新型包括两个支路，分别点火电压采样支路1和模拟电阻采样支路2。 模拟电阻采样支路2包括依次串联至接地端的降压电阻Rl和汽车传感器电阻Rx，两者的串联点处通过限流电阻R2连接到微处理器3的模拟信号输入端。该部分结构与现有的采样电路相同。 本实用新型的改进点是另外还具有一个点火电压采样支路2，包括依次串联至接
地端的电阻R4和R5，其串联点处通过限流电阻R6到微处理器3的点火检测端。 其中，为了工作稳定，效果好，在各支路中添加电容。如在点火电源处连接一个电
容Cl，在电阻R2两端连接分别接电容C2和C3，在电阻R6和点火检测端的连接处也接电容C4。 假定点火电源电压为Uign，点火检测端采样到的电压为Ug，模拟信号输入端采样
到的电压为Ux，则 Ux = Uign X Rx/ (Rl+Rx) Ug = Uign X R5/ (R4+R5)其中，R5/(R4+R5)为定值，设k = R5/(R4+R5)，得到Ug = kXUign假设m = Ux/Ug = [UignXRx/(Rl+Rx)]/(kXUign)[0029] = Rx/[k(Rl+Rx)] Rx = kXmXRl/(l-kXm) 公式1 由此，可以看出，最终要得到Rx的信号数值，只需要点火检测端采样到的电压Ug和模拟信号输入端采样到的电压Ux，得到其比值m = Ux/Ug，而其他都是常量，与点火电源
4电压Uign无关，因此，不受其波动影响。 另外，本实用新型还可以采取图6的电路结构，在模拟电阻采样支路中，限流电阻R2和模拟信号输入端的连接点上再通过分压电阻R3接地，这样在计算中需要对比例因子做适当调整。 因此，对其做简单描述。因为R2、 R3远大于Rl和Rx，设R3/ (R2+R3) = n，贝U[0034]m = Ux/Ug = {UignX [Rx/(Rl+Rx) ] X [R3/(R2+R3) ]} / (kXUign)[0035] = n X Rx/ [k X (Rl+Rx)] Rx = kXmXRl/(n-kXm) 公式2 同理，不受点火电源电压Uign的波动影响。 汽车上有很多传感器采用电阻信号，如冷却液传感器(水温传感器)、燃油传感器、油压传感器……，都可以采用这种方法，从而提高采样精度。
权利要求汽车模拟电阻信号精确采样电路，具有模拟电阻采样支路；模拟电阻采样支路包括依次串联至接地端的降压电阻R1和汽车传感器电阻Rx，两者的串联点处通过限流电阻R2连接到微处理器的模拟信号输入端；其特征在于还具有点火电压采样支路，点火电压采样支路包括依次串联至接地端的电阻R4和R5，其串联点处通过限流电阻R6到微处理器的点火检测端。
2. 如权利要求1所述汽车模拟电阻信号精确采样电路，其特征在于在模拟电阻采样支路上，限流电阻R2和模拟信号输入端的连接点上再通过分压电阻R3接地。
3. 如权利要求1所述汽车模拟电阻信号精确采样电路，其特征在于在点火电源处连接一个电容Cl，在电阻R2两端连接分别接电容C2和C3至地，在电阻R6和点火检测端的连接处接电容C4至地。
专利摘要本实用新型主要公开了一种汽车模拟电阻信号精确采样电路，包括点火电压采样支路和模拟电阻采样支路。模拟电阻采样支路包括依次串联至接地端的降压电阻R1和汽车传感器电阻Rx，两者的串联点处通过限流电阻R2连接到微处理器的模拟信号输入端。点火电压采样支路包括依次串联至接地端的电阻R4和R5，其串联点处通过限流电阻R6到微处理器的点火检测端。本实用新型可以在宽范围电压环境中精确采样模拟电阻信号。
文档编号B60R16/02GK201506310SQ200920197850
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者俞金方, 傅恩苗, 李云来, 杨国芳, 殷建强, 沈益雨 申请人:延锋伟世通怡东汽车仪表有限公司