DE1295629C2 - Integrierender analog-digital- umsetzer - Google Patents
Integrierender analog-digital- umsetzerInfo
- Publication number
- DE1295629C2 DE1295629C2 DE1965F0046275 DEF0046275A DE1295629C2 DE 1295629 C2 DE1295629 C2 DE 1295629C2 DE 1965F0046275 DE1965F0046275 DE 1965F0046275 DE F0046275 A DEF0046275 A DE F0046275A DE 1295629 C2 DE1295629 C2 DE 1295629C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- time interval
- output
- signal
- input signal
- level
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06J—HYBRID COMPUTING ARRANGEMENTS
- G06J1/00—Hybrid computing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/08—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
a) einen Klemmschaltkreis (23), der an den Integrator (18) angekoppelt ist und vom
Steuerausgangssignal des Pegelkomparators (24) einschaltbar ist zum Klemmen des Integratorausgangs
auf die Amplitude des ersten Pegels,
b) einen Startschaltkreis (41), der periodisch einen Hauptsteuerimpuls erzeugt,
bl) zum Rücksetzen des Zählers (12) auf den vorgegebenen Ausgangszählstand,
b2) zum Einschalten eines in der ersten Steuerschaltung enthaltenen Kippkreises (34) für das
Ausgeben des ersten Steuerbefehls für die erste Schalteranordnung (31—32), womit das unbekannte
Eingangssignal (29) an den Integratoreingang gelegt wird,
b3) zum Abschalten des Klemmschaltkreises (23) und damit Einleiten der Integration durch den
Integrator, was den Beginn eines Wandlungszyklus definiert, und
b4) zum Einschalten der zweiten Steuerschaltung (26) zum Speisen des Zählers (12) mit den
Taktimpulsen.
2. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen weiteren
Kippkreis (37) aufweist, dessen Setzeingang (38) mit dem zum Klemmschaltkreis (23) und zu der zweiten
Steuerschaltung (26) führenden Ausgang (43) des Startschaltkreises (41) verbunden ist und dessen
Rücksetzeingang (39) mit dem Ausgang des Pegelkomparators (24) verbunden ist, wobei der
direkte Ausgang des zweiten Kippschaltkreises (37) mit dem Setzeingang (25) der zweiten Steuerschaltung
(26) verbunden ist und sein inverser Ausgang mit dem Setzeingang (44) des Klemmschaltkreises
(23).
3. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerschaltung
(26) ein zwischen einen Impulsgenerator (11) und den Impulszähler (12) geschaltetes Gatter
ist.
4. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmschaltkreis
(23) ein über die Klemmen des Kondensators (21) des kapazitiven Integrators (18) gelegter Schalter
(23) ist.
5. Analog-Digital-Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem unbekannten
Eingangssignal (29), das größer ist als das bekannte Bezugseingangssignal (30), der vorgegebene
Ausgangszählstand der Hälfte der Zählkapazität des Zählers (12) ist und der Endzählstand der vollen
Zählkapazität entspricht.
Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierenden Analog-Digital-Umsetzer.
Analog-Digital-Umsetzer, die nach dem sogenannten Doppelrampenprinzip arbeiten, sind aus der DE-PS
537 bekannt. Ihre Arbeitsweise beruht auf der Methode, daß ein unbekanntes Eingangssignal während
eines ersten Zeitintervalls bekannter Dauer aufintegriert wird und der resultierende integrierte Wert
gleichgemacht wird dem integrierten Wert eines bekannten Signals während eines zweiten Zeitintervalls.
Die Zeitdauern des ersten und zweiten Zeitintervalls werden beide mit Hilfe eines Taktgenerators und eines
Zählers gemessen. Das Zählergebnis während des zweiten Zeitintervalls repräsentiert dann den Digitalwert des unbekannten Eingangssignals.
Um bei solchen Doppelrampen-Analog-Digital-Wandlern den Einfluß von Störsignalen zu vermindern,
ist es üblich, daß man das erste Zeitintervall gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer der
Versorgungsnetzspannung macht.
Eine Verbesserung eines solchen Analog-Digital-Wandlers ist in der Veröffentlichung »IBM Technical
Disclosure Bulletin«, Januar 1963, in einem Artikel von Propster »Analog-to-Digital Converter« beschrieben.
Dieser Umsetzer weist die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale auf. In der
Veröffentlichung ist erläutert, daß zunächst das bekannte Vergleichssignal integriert wird und danach
das unbekannte zu messende Signal; wie weiter unten
noch naher erläutert werden soll, sind jedoch auch
Umsetzer bekannt, bei denen zuerst das zu messende unbekannte Signal integriert wird und danach erst das
bekannte Vergleichssignal
Hinsichtlich Beginn und Ende des Umsetzzyklus ist die genannte Veröffentlichung nicht ganz eindeutig
Man kann jedoch aus dem Gesamtzusammenhang entnehmen, daß das vom Pegelkomparator abgegebene
Ausgangssignal ein kurzer Impuls ist Dieser Impuls hat
natürlich eine Anstiegsflanke und eine Abstiegsflanke, ι
die voneinander durch ein bestimmtes Zeitintervall getrennt sind, wobei dieses Zeitintervall zwei aufeinanderfolgende
Umsetzzyklen voneinander trennt Unter der Wirkung der Anstiegsflanke des Ausgangssignals, so
erkennt der Fachmann, wird das digitale Ausgangssignal ι des Umsetzers abgetastet, gespeichert und angezeigt,
das zweite analoge Eingangssignal wird vom Integratoreingang abgetrennt und der Zahlvorgang der
Taktimpulse im Pulszahler wird beendet Unter der Wirkung der Abfallflanke des Pegelkomparatoraus- ι
gangssignals wird der Zahler auf Null zurückgesetzt, das
erste analoge Eingangssignal wird an den Integrator angelegt und der Zahler wird wieder mit Taktimpulsen
gespeist, womit ein neuer Umsetzzyklus beginnt
Demgemäß umfaßt ein Umsetzzyklus ein erstes
Zeitintervall mit einer konstanten nominalen Dauer, ein
zweites Zeitintervall mit einer Dauer, die linear proportional dem Verhältnis aus dem ersten und
zweiten analogen Eingangssignal ist, und schließlich ein
kurzes drittes Zeitintervall Daraus folgt, daß die Dauern der aufeinanderfolgenden Umsetzzyklen nicht
konstant sind und der Augenblick des Beginns eines Umsetzzyklus nicht periodisch Daraus folgt weiter, daß
das erste Zeitintervall jedes Umsetzzyklus in keiner festen Phasenbeziehung mit irgendeinem anderen
periodischen Signal Stehen kann, etwa dem Storsignal,
das einer Wechselspannungsstromversorgung überlagert ist Wenn demgemäß, wie dies bei preisgünstigen
Umsetzern üblich ist, der Taktimpulsgenerator nicht mit
der Netzfrequenzphase verriegelt ist, laßt sich dieser ι
Druckschrift keine Möglichkeit entnehmen, eine Kompensation
oder auch nur eine Stabilisierung auf einen Minimalwert fur den Netzbrumm vorzunehmen, der
bekanntlich immer einem unbekannten Eingangssignal unter normalen Betriebsbedingungen überlagert ist
Dies ware fur den Hauptanwendungsfall solcher Schaltungen, nämlich digital anzeigende Voltmeter, ein
erheblicher Nachteil
Aufgabe der Erfindung ist es, einen i.ach dem
Doppelrampenpnnzip arbeitenden Analog-Digital Um- ι
setzer mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen zu schaffen, der besonders
geeignet ist fur industrielle Digital Voltmeter oder Betnebsmeßgerate Das bedeutet, daß der Umsetzer
eine Meßgenauigkeit haben soll, die im wesentlichen
unabhängig ist von seinen Komponenten und trotz eines
billigen Schaltkreises geeignet ist, auch unter starken Storeinflussen unterliegenden Umgebungsbedingungen
zu arbeiten, wie sie normalerweise in der Industrie
vorliegen
Diese Aufgabe wird nach dem Erfindungsvorschlag
durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale gelost Mit Hilfe dieser Merkmale erfolgen die Analog Digital-Umsetzzyklen
unter den gunstigsten Bedingungen Die Taktimpulsquelle
kann ein billiger frei laufender Oszillator sein mit
einer relativ schlechten Langzeitstabilitat, wie dies auch
fur alle anderen Komponenten eines industriellen Doppelrampen-Analog Digital-Umsetzers gilt Da die
Rucksetz- und Startschaltkreise periodisch arbeiten, können sie leicht mit der Netzfrequenz synchronisiert
werden Die Nominaldauer des ersten Zeltintervalls fur
die Integration des unbekannten analogen Eingangssignals kann leicht als ganzzahliges Vielfaches der
Netzfrequenzpenoden ausgelegt werden Bei jedem Umsetzzyklus kann demgemäß das erste Zeitintervall
mit dem Nulldurchgang der Netzfrequenz starten und nahe einem weiteren Nulldurchgang enden Die
verbleibenden Rauschanteile im integrierten Eingangssignal,
die zurückzuführen sind auf irgendwelche Drift
der Taktfrequenz gegenüber ihrem Nennwert, pendelt demgemäß immer um Null herum Dabei ist es leicht,
von Zeit zu Zeit diesen Rauschfehler durch manuelles
Nachstellen der Taktfrequenz zu kompensieren Wah rend des gesamten dritten Zeitintervalls, das verwendet
wird fur die Übertragung und Anzeige und das Ende
eines ersten Umsetzzyklus vom Start des folgenden Umsetzzyklus trennt, sind die Klemmschaltkreise
wirksam und keine Drift kann am Ausgang des Integrators erscheinen, unabhängig von der Dauer
dieses »Leerlaufintervalls« und der Amplitude des Signals, die wahrend dieser Zeit am Eingang des
Integrators liegt
Im Stand der Technik sind noch weitere nach dem Doppelrampenpnnzip arbeitende Analog Digital-Umsetzer
bekannt Verwiesen wird auf die Veröffentlichung
»On one method of constructing analog to-digital transformers« von Z a ν ο k ο 11 η und Kurakhta
no ν, in »Automation and Remote Control«, Band 21, Nr 6, Seiten 902—906, Juni 1960, in Übersetzung
erschienen in »Electronic Express«, November 1960 Ein
zweiter Umsetzer ist in den »AEG-Mitteilungen«, April
1963, Seiten 92, 93 beschrieben Bei beiden handelt es sich um Schaltungen, bei denen jeder Umsetzzyklus drei
Zeitintervalle umfaßt
a) Wahrend eines ersten Zeitintervalls (fi —(2) wird
ein erstes unbekanntes analoges Eingangssignal an einen Integrator angelegt, wahrend ein Zahler Taktimpulse
von einem ersten vorgegebenen Zahlstand N, bis zu einem zweiten vorgegebenen Zahlstand N2 zahlt
Wahrend dieses ersten Zeitintervalls steigt der Integra
torausgangspegel von einem ersten auf einen zweiten Wert
b) Wahrend eines zweiten Zeitintervalls (ti— tx) wird
ein zweites analoges Vergleichssignal an den Integrator mit einer Polarität angelegt, die der des unbekannten
Eingangssignals entgegengesetzt ist Wahrend dieses zweiten Zeitintervalls zahlt der Zahler Taktimpulse,
ausgehend vom Zahlstand Null, und der Integratorausgangspegel kehrt von dem zweiten auf den ersten Wert
zurück Wenn der erste Pegel wieder erreicht ist, endet
das zweite Zeitintervall, und der dann vorhandene Zahlstand Nx im Zahler im Zeitpunkt tx ist ein
Digitalwert entsprechend dem mittleren Verhältnis des
ersten zum zweiten analogen Eingangssignal
c) Ein drittes Zeitintervall (tx—1\) beginnt am Ende
des zweiten Zeitintervalls und dauert so lange, bis ein
neuer Umsetzzyklus mit Beginn eines weiteren ersten Zeitintervalls eingeleitet wird
In der erstgenannten Veröffentlichung von Zavolokin/Kurakhtanov
tritt der Augenblick t] ein, wenn der Zahler seinen ersten vorgegebenen Zahlstand
Ni erreicht hat, das Erreichen dieses ersten vorgegebenen
Zahlstandes lost die Tnggerung fur das erste Zeitintervall aus
Bei Beginn des dritten Zeitintervalls (tx—t\) .st
zunächst noch das zweite Analogsignal an den Integrator angelegt. Da hier ein induktiver Integrator
verwendet wird, hält das zweite Analogsignal den Magnetkern in seinem negativen Sättigungszustand.
Dies kann man als eine Klemmwirkung interpretieren. Zu einem Zeitpunkt to wird ein Triggerimpuls an den
Umsetzer von außerhalb angelegt, herrührend von einem unabhängigen Schaltkreis, der sogar periodisch
arbeiten kann. Damit beginnt der andere Teil des dritten Zeitintervalls. Der Triggerimpuls beendet die Klemmwirkung
des induktiven Integrators und bewirkt, daß der Zähler Taktimpulse von dem Zählstand Nx aufwärts bis
zu dem vorgegebenen Zählstand Ni zählt. Wenn dieser Zählstand Ni erreicht ist, beginnt wieder das erste
Zeitintervall mit dem Augenblick t\.
Aus den obigen Erläuterungen läßt sich entnehmen, daß in diesem bekannten Umsetzer der Augenblick t\
auf keine Weise mit einem periodischen Signal synchronisierbar ist, obwohl die Augenblicke /0 der von
außerhalb kommenden Triggerung periodisch sein können. Entsprechend dem Verhältnis zwischen dem
ersten und dem zweiten Analog-Signal nämlich ist die relative Lage der Augenblicke U gegenüber den
Augenblicken ίο variabel.
Auch der in den AEG-Mitteilungen beschriebene Umsetzer arbeitet mit einem induktiven Integrator. Der
Zeitpunkt fi fällt zusammen mit der Abfallflanke eines
langen Steuerimpulses, erzeugt von einem monostabilen Monovibrator, der als innerer Steuerkreis dient. Der
Zeitpunkt ti tritt ein, wenn der Zähler mit dem
Zählstand N2 vollgezählt ist. Zu diesem Zeitpunkt N2
wird der monostabile Multivibrator getriggert. Er erzeugt einen Steuerimpuls, dessen Dauer länger ist als
jedes denkbare zweite Zeitintervall. Dieses zweite Intervall endet im Zeitpunkt tx in üblicher Weise. Dann
beginnt das dritte Zeitintervall. Es dauert vom Zeitpunkt f* zum Ende des Multivibratorimpulses.
Aus den obigen Erläuterungen folgt, daß bei diesem Umsetzer der Zeitpunkt fi kaum mit einem periodischen
Signal synchronisierbar ist. Die Dauer eines Umsetzzyklus nämlich umfaßt zwei Abschnitte t\ — h und h — U,
die jeweils variabel sind mit der Taktfrequenz und der Dauer des Impulses vom monostabilen Multivibrator.
Um die Zeitpunkte U mit einem periodischen Signal, etwa der Netzfrequenz, zu synchronisieren, müßte die
Taktfrequenz immer das richtige Vielfache der Frequenz eines solchen periodischen Signals sein, und die
Dauer des Steuerimpulses müßte ein Vielfaches dieser Signalperiode sein. Dies mag zwar möglich sein, wäre
jedoch mit ganz erheblichem Aufwand verbunden, der für preisgünstige Analog-Digital-Umsetzer untragbar
wäre.
Typisch für die vorliegende Erfindung ist es, daß sie im Gegensatz zu den oben erläuterten bekannten
Umsetzern mit periodischen Zeitpunkten fi arbeitet. Daraus ergibt sich die Überlegenheit des Umsetzers
gegenüber den vorbekannten, und aus diesem Schlüsselmerkmal ergibt sich der Aufbau. Da zunächst die
Dauer des dritten Zeitintervalls tx—t\ relativ lang sein
kann, sind Klemmschaltkreise vorgesehen. Die Situation ist bei dem Umsetzer nach Zavolokin/Kurakhtanov
ähnlich, und deshalb werden auch dort Klemmkomponenten verwendet. In dem Umsetzer
nach den AEG-Mitteilungen ist dies zwar nicht erwähnt, doch könnte man es unterstellen. Bei dem Umsetzer
nach dem IBM-Bulletin werden keine Klemmkreise verwendet, da das dritte Zeitintervall sehr kurz ist.
Der Startschaltkreis erzeugt die periodischen Rücksetz- und Startimpulse. Die Anstiegsflanke (Zeitpunkt
ίο) hat zwei Funktionen, nämlich das Rücksetzen des Zählers und das Anlegen des unbekannten analogen
Eingangssignals an den Integratoreingang, während die Abfallflanke (Zeitpunkt ii) zwei andere Funktionen
erfüllt, nämlich das Abschalten der Klemmung und den Durchlaß der Taktimpulse, die zu zählen sind, zum
Zähler.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert, die als Blockschaltbild den Wandler gemäß der Erfindung darstellt.
Der Impulsgenerator 11 ist über eine Leitung 27 an ein UND-Gatter 26 angeschlossen, das mit seinem
Ausgang 28 an den Zähleingang 14 eines Impulszählers 12 angeschlossen ist. Die Integrationsschaltung 18
umfaßt einen Funktionsverstärker 19, dessen Ausgang über einen Kondensator 21 an den Eingang rückgekoppelt
ist. Der Funktionsgenerator 19 wird über einen Widerstand 22 mit dem Eingangssignal beaufschlagt.
Der Ausgang des Funktionsverstärkers 19 ist an den Eingang eines Pegelvergleichsschaltkreises 24 angelegt,
dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang des Kippkreises oder bistabilen Schaltkreises 37 über eine
Leitung 39 verbunden ist. Der Setzeingang 38 des Kippkreises 37 ist verbunden mit dem Ausgang des
Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41. Ein zweiter Ausgang des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 ist
über Leitung 42 mit dem Eingang 17 des Zählers 12 verbunden; wenn hier ein Impuls angelegt wird, wird der
Zähler 12 auf eine Ausgangszählstellung zurückgestellt. Wenn der Zähler 12 bis zu seiner maximalen Kapazität
vollgezählt worden ist, erscheint ein Signal am Vollzählungsausgang oder Übertragausgang 16 und
schaltet einen Kippkreis oder Flipflop 34. Der andere Steuereingang des Flipflops 34 ist über Leitung 35 mit
dem Ausgang 42 des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 verbunden.
Der digitale Ausgang des Zählers 12 erscheint auf Leitung 13 und kann in binärer Form, in binär-dezimalkodierter
Form oder in einer anderen Form vorliegen.
Der Eingang der Integrationsschaltung 18 wird wahlweise von einer Analogsignalquelle 29 oder einer
Bezugssignalquelle 30 gespeist. Für diesen Zweck ist ein Schalter 31 vorgesehen, in dessen einer Schaltstellung
(die in der Zeichnung dargestellt ist) die Analogsignalquelle 29 mit dem Eingang des Funktionsverstärkers 19
über den Widerstand 22 verbunden ist, während in der anderen Schaltstellung der Funktionsverstärker 19 über
die Klemme 33 das Ausgangssignal der Bezugssignalquelle 30 erhält. Die Umschaltung des Schalters 31 wird
gesteuert vom Ausgang des Flipflops 34 über Leitung 36.
Dem Kondensator 21 ist ein Klemmschaltkreis 23 in Form eines Schalters parallel geschaltet, der von dem
inversen Ausgang 44 des Kippkreises 37 betätigbar ist. Der direkte Ausgang des Kippkreises 37 ist über eine
Steuerleitung 25 mit dem Gatter 26 verbunden.
Es sei nun angenommen, daß der Anlauf- und
1 Rückstellschaltkreis 41 einen Impuls auf Leitung 42/43
erzeugt. Dieser gelangt an den Setzeingang 38 des Kippkreises 37 und schaltet diesen um, derart, daß der
Eingang 25 des UND-Gatters 26 belegt wird und über Leitung 44 der Schalter 23, bei dem es sich um einen
■ elektronischen Schalter handeln kann, geöffnet wird.
Durch öffnen des Schalters 23 wird der Kurzschluß über den Kondensator 21 aufgehoben, und ein analoges
Eingangssignal von der Quelle 29 kann über die
Klemme 32 des Schalters 31 an den Eingang des Funktionsverstärkers 19 gelangen. Der Funktionsverstärker
19 arbeitet zusammen mit dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22, derart, daß am Ausgang des
Funktionsverstärkers 19 das Zeitintegral des angelegten Eingangssignals erscheint. Infolgedessen steigt rampenartig
das Ausgangssignal des Integrationsschaltkreises 18 auf einen zunehmend positiven oder zunehmend
negativen Wert. Gleichzeitig ist der Ausgang des Impulsgenerators 11 über Leitung 27 und Gatter 26 mit
dem Eingang 14 des Zählers 12 verbunden worden, und während die Ausgangsspannung der Integrationsschaltung
18 ansteigt, zählt der Zähler 12 die Impulse vom Impulsgenerator 11. Bei diesem kann es sich z.B. um
einen frei laufenden Multivibrator handeln.
Sobald der Zähler 12 seine volle Zählkapazität erreicht, erscheint ein Ausgangsimpuls an Leitung 16.
Das Zeitintervall, das erforderlich ist, um den Zähler 12 vollzuzählen, wird bestimmt von dem Ausgangszählstand
des Zählers 12 und von der Frequenz des Impulsgenerators 11, während die Ausgangsspannung
an dem Integrationsschaltkreis 18 keinen Einfluß auf dieses Zeitintervall hat. Der Wert, den das Ausgangssignal
der Integrationsschaltung 18 zu diesem Zeitpunkt, zu dem ein Übertragimpuls auf Leitung 16 am Ausgang
des Zählers 12 erscheint, erreicht hat, hängt jedoch ab von der Größe des analogen Eingangssignals von Quelle
29 oder, genauer gesagt, von dem zeitlichen Integral dieser Größe.
Mit dem Übertragimpuls auf Leitung 16 wird der Flipflop 34 umgeschaltet, und das Ausgangssignal vom
Flipflop 34 betätigt den Schalter 31, so daß die Klemme 33 vom Ausgang der Bezugssignalquelle 30 mit dem
Eingang der Integrationsschaltung 18 verbunden wird. Die Bezugssignalquelle erzeugt ein Signal umgekehrter
Polarität bezüglich der Polarität des Signals der Quelle 29. Infolgedessen sinkt der Pegel am Ausgang der
Integrationsschaltung 18 mit einer Rampensteilheit, die proportional ist der Größe des Ausgangssignals der
Bezugssignalquelle 30. Das Gatter 26 ist immer noch geöffnet, und da der Zähler 12 vollgezählt hatte und die
Umschaltung im Augenblick des Übertragimpulses erfolgte, hat er gleichzeitig mit der Betätigung des
Schalters 31 erneut begonnen, aufwärts zu zählen. Sobald das Ausgangssignal von der Integrationsschaltung
18 den Pegelgrenzwert Null erreicht, auf den der Pegelvergleichsschaltkreis abgestimmt ist, erzeugt dieser
an seinem Ausgang 39 ein Signal, das den Kippkreis 37 wieder in den Ausgangszustand bringt. Damit
verschwindet das Signal am direkten Ausgang 25, und das UND-Gatter 26 wird geschlossen, so daß der Zähler
12 nicht mehr weiterzählen kann. Gleichzeitig erscheint ein Signal am inversen Ausgang 44 des Kippkreises 37
und schließt wieder den Schalter 23.
Die Zeitdauer, während der die Bezugssignalquelle 30 mit dem Eingang der Integrationsschaltung 18 verbunden
war, und deren Ausgangssignal wieder auf den Ausgangswert Null zurückgeführt hat, wird einerseits
bestimmt durch den Pegel am Ausgang der Integrationsschaltung 18 im Augenblick der Betätigung des
Schalters 31 und andererseits durch die Größe des Bezugssignals von Quelle 30, die bekannt ist. Diese
Zeitdauer ist mithin proportional der Größe des Zeitintegrals des analogen Eingangssignals von Quelle
29, bis zu dem die Integrationsschaltung 18 vorher aufintegriert hatte. Die Anzahl der Impulse, die der
Zähler 12 während des zweiten Zeitintervalls gezählt ist, ist mithin repräsentativ für das Verhältnis der beiden
Eingangsgrößen, gemittelt über die jeweilige Integrationszeit.
Bei einer erneuten Betätigung des Anlauf- und Rückstellschaltkreises 41 wird über den Rücksetzeingang
17 der Zähler 12 auf Null zurückgesetzt, so daß der nächste Wandlungszyklus beginnen kann. An sich ist es
derselbe Impuls dieses Schaltkreises, der auf den Leitungen 42 und 43 erscheint. Auf Leitung 42 läßt man
jedoch die vordere Flanke, auf Leitung 43 die hintere wirksam werden, so daß mit Sicherheit die Schaltung
vorbereitet wird (Zähler 12 rückgesetzt, Schalter 31 betätigt), ehe der Kurzschluß über Kondensator 21
aufgehoben ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 627/1
Claims (1)
1. Analog-Digital-Umsetzer mit einem kapazitiven Integrator, mit einer ersten Schalteranordnung,
die während eines ersten Zeitintervalls und unter der Wirkung eines ersten, von einer ersten Steuerschaltung
ausgegebenen Steuerbefehls ein erstes analoges Eingangssignal an den Integrator anlegt, an
dessen Ausgang ein erstes ansteigendes Ausgangssignal mit einer ersten, der Amplitude des ersten
analogen Eingangssignals proportionalen Steigung erscheint, mit einem Taktimpulsgenerator, der —
gesteuert von einer zweiten Steuerschaltung — einen Zähler während des ersten Zeitintervalls von
einem vorgegebenen Ausgangszählstand bis zu einem vorgegebenen Endzählstand mit Taktimpulsen
speist, wobei der Zähler bei Erreichen des Endzählstandes einen Übertragimpuls erzeugt, mit
dem die erste Steuerschaltung veranlaßt wird, anstelle des ersten Steuerbefehls einen zweiten
Steuerbefehl anzugeben, und wobei das erste ansteigende Ausgangssignal bei Beginn des ersten
Zeitintervalls bei einem ersten Pegel liegt und beim Ende des ersten Zeitintervalls bei einem zweiten
Pegel, mit einer zweiten Schalteranordnung, die unter der Wirkung des zweiten Steuerbefehls an den
Integrator ein zweites analoges Eingangssignal während eines dem ersten folgenden zweiten
Zeitintervalls unter Erzeugung eines zweiten Ausgangssignals anlegt, das von dem zweiten Pegel auf
den ersten Pegel abfällt mit einer zweiten Steigung, die proportional ist der Amplitude des zweiten
analogen Eingangssignals, und mit einem Pegelkomparator, der an den Ausgang des Integrators
angekoppelt ist zur Erzeugung eines Steuer-Ausgangssignals, wenn das zweite Ausgangssignal beim
ersten Pegel liegt, welches Steuer-Ausgangssignal, an die zweite Steuerschaltung angelegt, die Taktimpulszufuhr
zum Zähler beendet und damit in diesem eine digitale Angabe bezüglich des Verhältnisses der
mittleren Amplitude des ersten Eingangssignals während des ersten Zeitintervalls zur mittleren
Amplitude des zweiten Eingangssignals während des zweiten Zeitintervalls erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste analoge Eingangssignal ein unbekanntes, in Digitalform zu wandelndes
Signal ist und das zweite analoge Eingangssignal ein bekanntes Bezugssignal ist, und daß der Wandler
umfaßt:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US382852A US3316547A (en) | 1964-07-15 | 1964-07-15 | Integrating analog-to-digital converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1295629B DE1295629B (de) | 1969-05-22 |
DE1295629C2 true DE1295629C2 (de) | 1979-07-05 |
Family
ID=23510664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1965F0046275 Expired DE1295629C2 (de) | 1964-07-15 | 1965-06-08 | Integrierender analog-digital- umsetzer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3316547A (de) |
DE (1) | DE1295629C2 (de) |
FR (1) | FR1444343A (de) |
GB (1) | GB1090047A (de) |
NL (2) | NL139431C (de) |
SE (1) | SE330186C (de) |
Families Citing this family (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1051379A (de) * | 1963-12-11 | |||
GB1057696A (en) * | 1964-08-24 | 1967-02-08 | Solartron Electronic Group | Improvements in digital voltmeters |
FR1429341A (fr) * | 1965-01-08 | 1966-02-25 | Rochar Electronique | Procédé et dispositif de conversion analogique-numérique |
US3467865A (en) * | 1965-12-23 | 1969-09-16 | Perkin Elmer Corp | Logarithmic ratiometer with digital output |
US3525991A (en) * | 1966-06-15 | 1970-08-25 | Toledo Scale Corp | Converter |
US3500384A (en) * | 1966-12-30 | 1970-03-10 | Singer General Precision | Charge gated analog-to-digital converter |
GB1213634A (en) * | 1967-03-01 | 1970-11-25 | Solartron Electronic Group | Improvements in digital voltmeters |
US3532972A (en) * | 1967-06-21 | 1970-10-06 | Peter Caleb Frederick Wolfenda | Detector apparatus including digitally operable bridge rebalancing means |
US3502975A (en) * | 1967-06-22 | 1970-03-24 | Us Navy | Test system for isolating and measuring part of a continuous signal |
US3584294A (en) * | 1967-07-17 | 1971-06-08 | Fenwal Inc | A system for measuring low levels of electrical energy |
US3573615A (en) * | 1967-09-14 | 1971-04-06 | Atomic Energy Commission | System for measuring a pulse charge |
GB1220091A (en) * | 1967-10-27 | 1971-01-20 | Solartron Electronic Group | Improvements in ramp type analogue to digital converters |
USRE28706E (en) * | 1967-10-27 | 1976-02-03 | The Solartron Electronic Group Limited | Triple-slope analog-to-digital converters |
US3633201A (en) * | 1968-01-30 | 1972-01-04 | Nuclear Chicago Corp | Digital measuring apparatus |
US3582947A (en) * | 1968-03-25 | 1971-06-01 | Ibm | Integrating ramp analog to digital converter |
US3591718A (en) * | 1968-04-18 | 1971-07-06 | Shintron Co Inc | Graphical input tablet |
FR1587030A (fr) * | 1968-10-22 | 1970-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede de telemesure et equipement en faisant application |
FR1594415A (de) * | 1968-12-12 | 1970-06-01 | ||
US3579105A (en) * | 1969-03-03 | 1971-05-18 | Perkin Elmer Corp | Digital readout system having an automatic zero-setting circuit |
US3624643A (en) * | 1969-09-17 | 1971-11-30 | Peter L Richman | Signal-to-time converter |
US3649826A (en) * | 1969-12-22 | 1972-03-14 | Corning Glass Works | Integrating antilog function generator |
FR2108130B1 (de) * | 1970-01-14 | 1973-11-23 | Nal Etu Spatiales Centre | |
US3701142A (en) * | 1970-03-30 | 1972-10-24 | Ballantine Lab | Integrating converters with synchronous starting |
US3713136A (en) * | 1970-09-16 | 1973-01-23 | Weston Instruments Inc | Analog-to-digital converters |
US3701145A (en) * | 1970-11-04 | 1972-10-24 | Honeywell Inc | Analog to digital converter |
US3893103A (en) * | 1971-01-21 | 1975-07-01 | Singer Co | Electrical drift correction system |
US3725903A (en) * | 1971-02-09 | 1973-04-03 | Bendix Corp | Self-calibrating analog to digital converter |
US3733600A (en) * | 1971-04-06 | 1973-05-15 | Ibm | Analog-to-digital converter circuits |
US3793630A (en) * | 1971-06-14 | 1974-02-19 | Alnor Instr Co | Pyrometer with digitalized linearizing correction |
US3737892A (en) * | 1972-03-08 | 1973-06-05 | Solartron Electronic Group | Triple-slope analog-to-digital converters |
US3829852A (en) * | 1972-05-03 | 1974-08-13 | Bofors Ab | Analog-to-digital converter |
JPS5339259Y2 (de) * | 1972-05-18 | 1978-09-22 | ||
US3859654A (en) * | 1972-10-11 | 1975-01-07 | Ibm | Analog to digital converter for electrical signals |
US3849775A (en) * | 1972-10-24 | 1974-11-19 | Westinghouse Electric Corp | Ac analog to digital converter |
US3839716A (en) * | 1973-03-23 | 1974-10-01 | North Atlantic Industries | Signal processing apparatus |
US3826983A (en) * | 1973-04-02 | 1974-07-30 | Gen Electric | Digitally scaled digital voltmeter |
DE2317023B2 (de) * | 1973-04-05 | 1980-08-07 | Bodenseewerk Geraetetechnik Gmbh, 7770 Ueberlingen | Schaltungsanordnung zur Linearisierung des Zusammenhangs zwischen dem Ausgangssignal eines Meßgebers und einer MeBgröße |
US3940673A (en) * | 1973-05-14 | 1976-02-24 | Edcliff Instruments | Aircraft altitude control system |
US3872466A (en) * | 1973-07-19 | 1975-03-18 | Analog Devices Inc | Integrating analog-to-digital converter having digitally-derived offset error compensation and bipolar operation without zero discontinuity |
US3987435A (en) * | 1973-11-28 | 1976-10-19 | Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha | Analog-to-digital converter utilizing time reference for effecting conversion |
US3930252A (en) * | 1973-12-26 | 1975-12-30 | United Systems Corp | Bipolar dual-slope analog-to-digital converter |
US4081800A (en) * | 1974-10-24 | 1978-03-28 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Analog-to-digital converter |
US3990008A (en) * | 1975-03-12 | 1976-11-02 | Sencore, Inc. | Display circuit for battery powered digital meter |
JPS5235851A (en) * | 1975-09-16 | 1977-03-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Power source voltage detection circuit |
US4109147A (en) * | 1976-05-10 | 1978-08-22 | Dresser Industries, Inc. | Optical position sensor |
DE2621087C3 (de) * | 1976-05-12 | 1981-07-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Umwandeln einer analogen Größe in eine digitale Größe |
US4262282A (en) * | 1977-05-20 | 1981-04-14 | Nippon Kogaku K.K. | Indicator arrangement utilizing analog-digital converter |
NL7712273A (nl) * | 1977-11-08 | 1979-05-10 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het automatisch ijken van een analoog-digitaal-omzetter. |
JPS5463662A (en) * | 1977-10-28 | 1979-05-22 | Nec Corp | Current supply circuit |
JPS57196620A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Fujitsu Ltd | Integration type analog-to-digital converter |
US4383246A (en) * | 1981-06-10 | 1983-05-10 | Sangamo Weston | Method of and apparatus for signaling the end points of the ramp-down interval in a dual ramp analog to digital converter |
US4485372A (en) * | 1981-10-09 | 1984-11-27 | Analog Devices, Incorporated | Two-stage a-to-d converter |
US4525794A (en) * | 1982-07-16 | 1985-06-25 | Ohaus Scale Corporation | Electronic balance |
US4630031A (en) * | 1983-12-27 | 1986-12-16 | Motorola, Inc. | Pulse-width discriminating A/D converter |
DE3425212A1 (de) * | 1984-07-09 | 1986-01-16 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Fuellstandsanzeige |
US4656459A (en) * | 1985-10-07 | 1987-04-07 | Intersil, Inc. | Dual slope converter with large apparent integrator swing |
US4774496A (en) * | 1986-02-28 | 1988-09-27 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Digital encoder and decoder synchronization in the presence of data dropouts |
US4910516A (en) * | 1987-03-25 | 1990-03-20 | Texas Instruments Incorporated | Integrated dual-slope analog to digital converter with R/C variance compensation |
US4849757A (en) * | 1987-03-25 | 1989-07-18 | Texas Instruments Incorporated | Integrated dual-slope analog to digital converter with r/c variance compensation |
DE4037268A1 (de) * | 1989-12-05 | 1991-06-06 | Willi Dipl Ing Sontopski | Verfahren zur analog-digital-umsetzung von stroemen (spannungen) nach dem mehrfach-integrationsprinzip |
US5128676A (en) * | 1990-06-05 | 1992-07-07 | Blh Electronics, Inc. | Variable conversion rate analog-to-digital converter |
US5479103A (en) * | 1994-01-18 | 1995-12-26 | Air Communications, Inc. | Non-linear voltage measuring implementing capacitor charging time |
FR2788926B1 (fr) * | 1999-01-22 | 2001-03-02 | Sagem | Dispositif de mesure de la consommation electrique d'un terminal portable de traitement de donnees ou de signaux |
KR100909251B1 (ko) * | 2007-01-31 | 2009-07-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 아날로그-디지털 변환기 및 이를 포함하는 온도정보출력장치 |
JP2015130611A (ja) | 2014-01-08 | 2015-07-16 | 株式会社東芝 | アナログデジタル変換器およびイメージセンサ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE23686E (en) * | 1947-02-12 | 1953-07-14 | Communication system | |
US3228025A (en) * | 1961-02-02 | 1966-01-04 | Barton Instr Corp | Analog to digital converter |
GB967671A (en) * | 1961-05-16 | 1964-08-26 | Ass Elect Ind | Improvements relating to analogue to digital converters |
-
1964
- 1964-07-15 US US382852A patent/US3316547A/en not_active Expired - Lifetime
-
1965
- 1965-05-11 GB GB19752/65A patent/GB1090047A/en not_active Expired
- 1965-06-08 FR FR19933A patent/FR1444343A/fr not_active Expired
- 1965-06-08 DE DE1965F0046275 patent/DE1295629C2/de not_active Expired
- 1965-06-10 NL NL6507399.A patent/NL139431C/xx not_active IP Right Cessation
- 1965-07-13 SE SE921365A patent/SE330186C/xx unknown
-
1973
- 1973-07-09 NL NL737309538A patent/NL154376B/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1090047A (en) | 1967-11-08 |
NL139431C (nl) | 1980-07-15 |
FR1444343A (fr) | 1966-07-01 |
NL139431B (nl) | 1973-07-16 |
SE330186B (sv) | 1970-11-09 |
NL154376B (nl) | 1977-08-15 |
DE1295629B (de) | 1969-05-22 |
NL6507399A (de) | 1966-01-17 |
SE330186C (sv) | 1973-02-12 |
US3316547A (en) | 1967-04-25 |
NL7309538A (de) | 1973-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1295629C2 (de) | Integrierender analog-digital- umsetzer | |
DE2400394C3 (de) | Schaltungsanordnung zur digitalen Frequenzteilung | |
DE2434517A1 (de) | Analog-digital-umsetzer | |
DE1616374B1 (de) | Anordnung zur Messbereichumschaltung bei einem digitalen Spannungsmesser | |
DE1289101B (de) | Analog-Digital-Umsetzer mit einem integrierenden Verstaerker | |
DE2923026A1 (de) | Verfahren und anordnung zur analog/digital-umsetzung | |
DE2626899B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Genauigkeitsüberprüfung eines Analog-Digitalwandlers | |
DE2519668C3 (de) | Anordnung zur Erzeugung einer dem Produkt zweier analoger elektrischer Größen proportionalen Folge von Impulsen | |
DE2419871C2 (de) | Verfahren und Schaltung zur Beseitigung eines Maßstabsfaktorfehlers in einem Analog/Digital-Umsetzer | |
DE2421992A1 (de) | Vorrichtung zum voreinstellen eines zaehlers | |
CH619779A5 (de) | ||
DE2456156C2 (de) | Analog-Digital-Wandler | |
DE2158057A1 (de) | Analog-Digital-Wandler | |
DE2030991C3 (de) | Analog-Digital-MeOwandler | |
DE2621087C3 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Umwandeln einer analogen Größe in eine digitale Größe | |
DE2015460A1 (de) | ||
DE10040373A1 (de) | Analog/Digital-Umsetzer | |
DE1298546C2 (de) | Verfahren und anordnung zur analogdigital-umsetzung | |
DE2321517C3 (de) | Analog-Digitalwandler | |
DE1588703C3 (de) | ||
DE1919862B2 (de) | Kipposzillator | |
DE2143523C3 (de) | Analog-Digital-Umsetzer | |
DE2622579C3 (de) | Analog-Digital-Umsetzer mit einem Nachführungsnetzwerk | |
DE2214067A1 (de) | Schaltungsanordnung mit digitalem Anzeiger | |
DE2110232A1 (de) | Aktive Filterschaltung fur Impulsfolgen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C2 | Grant after previous publication (2nd publication) |