[发明专利]用于流量计的可逆收发器电路

说明书

本发明涉及一种用于流量计的收发器电路，该收发器电路包括用于待发射和接收的信号的公共信号路径，该收发器电路包括发生器电路、信号处理电路以及跨阻放大器，其中，该跨阻放大器包括可操作地可连接至一个或多个相关联换能器的组合输入/输出端子，并且其中，该跨阻放大器在输入端子与该组合输入/输出端子之间提供单独的发射阻抗ZTx并且在该组合输入/输出端子与输出端子之间提供单独的接收阻抗ZRx。

技术领域

本发明涉及一种用于流量计的收发器电路。具体地，本发明涉及一种用于超声波流量计的可逆收发器电路。

背景技术

多年来已提出了特别适用于超声波流量计的各种类型的收发器电路。

总体上，超声波流量计(尤其以低流速)的性能直接取决于连接至超声波换能器的前端电路的信号路径(上行与下行)的延迟差。采用低流速，非常小的延迟差可能导致百分之几数量级的测量误差。而且，延迟差可能由超声波换能器的差异引起。可在校准期间去除这些误差，但是它们随时间和温度的变化仍将带来问题。而且，以低流速进行校准是费时的并且因此成本较高。存在解决上述延迟问题的其他电路拓扑，但是这些电路拓扑通常需要昂贵的放大器。

已经在DE 10 048 959(公开了使用双输入运算放大器的电路拓扑)中提出了一种方法，其中，正极输入连接至发射信号发生器，并且负极输入经由串联阻抗Zt和开关安排连接至换能器。此外，负极输入经由反馈阻抗Zf充当来自放大器输出的反馈点。

DE 10 048 959所提出的电路拓扑的一个显著缺点是在进行发射和接收时以不同的方式驱动放大器输入。在进行发射时，在较大共模电压范围(对应于信号发生器的峰对峰值Vtx)上驱动输入电路系统。在进行接收时，通过静噪发射信号发生器将输入保持在恒定操作点中。驱动输入电路系统的不同方式影响了所提出的电路的整体可逆性。

可以认为本发明实施例的目标为提供一种用于流量计(如超声波流量计)的可逆收发器电路。

可以认为本发明实施例的另一个目标为提供一种使用简单电路拓扑的收发器电路。

发明内容

通过第一方面提供一种用于流量计的收发器电路来满足上述目标，该收发器电路包括用于待发射和接收的信号的公共信号路径，该收发器电路包括发生器电路、信号处理电路以及跨阻放大器，其中：

-该发生器电路可操作地连接至该跨阻放大器的输入端子，

-该信号处理电路可操作地连接至该跨阻放大器的输出端子，并且

-该跨阻放大器进一步包括可操作地可连接至一个或多个相关联换能器的组合输入/输出端子，并且其中，该跨阻放大器在该输入端子与该组合输入/输出端子之间提供单独的发射阻抗ZTx并且在该组合输入/输出端子与该输出端子之间提供单独的接收阻抗ZRx。

术语收发器电路(transceiver circuit)被理解为能够经由一定数量的相关联换能器发射信号并接收信号的电路。正由相关联换能器发射和/或接收的信号可以是超声波信号。这种超声波信号在这里被理解为频率从100kHz到10MHz(如优选地在1MHz左右)的信号。然而，应当注意的是，其他频率范围也可以适用。

所提出的收发器电路是有利的，因为其具有用于所发射信号和所接收信号的公共信号路径。因此，基本上避免了上行与下行(即，发射与接收)信号之间的延迟差。同时，可以使用可能仅包括分立部件的简单电路拓扑来实现收发器电路。

根据本发明的收发器电路可以作为前端收发器电路来操作。术语前端(frontend)在这里被理解为可操作地连接至(直接地或者间接地)相关联换能器的电路。本发明发现了其关于被适配用于测量液体和/或气体的流速的流量计的用途。

一般地，跨阻放大器是电流电压转换器。可以采用各种方式来实现跨阻放大器，如通过使用处于反相配置的运算放大器。在这种配置下，跨阻放大器形成反相放大器。