DE2306448A1 - NON-LINEAR ANALOG: DIGITAL VOLTAGE CONVERTER - Google Patents

Description

Nicht-linearer Analog:Digital-Spannungswandler Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Analog:Digital-Spannungswandler und insbesondere auf solche Wandler, bei denen ein vorbestimmtes, nicht-lineares Verhältnis zwischen der Größe eines Analog-Eingangssignals und dem Digitalwert eines Ausgangssignals erzielt werden soll. Non-linear analog: digital to voltage converter The invention relates to generally refers to analog: digital voltage converters and in particular converters where there is a predetermined, non-linear relationship between the size of a Analog input signal and the digital value of an output signal can be achieved target.

Analog:Digital-Wandler werden auf verschiedenen Gebieten eingesetzt. Als Beispiele für den Einsatz solcher Wandler seien Digitalvoltmeter und spannungsgesteuerte Oszillatoren genannt. Andere, weniger bekannte Anwendungsmöglichkeiten für Digital:Analog-Wandler ergeben sich beispielsweise bei Digital-Verfahrensreglern usw. Weitere Einzelheiten bezüglich typischer Geräte dieser Art ergeben sich z.B. aus den US-PSen 3 051 959, 3 316 547, 5568 149, 5419784 und 3 564 428. Dem Fachmann ist ersichtlich, daß diese speziell genannten Patentschriften den Stand der Technik bezüglich Digitalvoltmetern und/oder im allgemeineren Sinn bezüglich der möglichen Anwendungsfälle für Analog:Digital-Wandler keineswegs erschöpfend aufzeigen.Analog: Digital converters are used in various fields. Examples of the use of such converters are digital voltmeters and voltage-controlled ones Called oscillators. Other, lesser known uses for digital: analog converters result, for example, from digital process controllers, etc. Further details with regard to typical devices of this type, for example, US Pat. No. 3,051,959, 3,316,547, 5,568,149, 5419784 and 3,564,428. Those skilled in the art will recognize that these specifically mentioned patents represent the state of the art with regard to digital voltmeters and / or in a more general sense with regard to the possible applications for analog: digital converters in no way show exhaustively.

Ein großer Teil der Vorveröffentlichungen befaßt sich mit der Erzielung linearer Verhältnisse zwischen einer Analog-Eingangsspannung und den Digital-Ausgangssignalen. Soweit nichtlineare Verhältnisse in-Betracht kommen, sind die Anordnungen zur Erzielung solcher nicht-linearer Beziehungen im allgemeinen ziemlich komplexe und inflexible Anordnungen, die speziell für ein vorgegebenes nicht-lineares Verhältnis entworfen werden müssen.Much of the prior art is concerned with achievement linear relationships between an analog input voltage and the digital output signals. As far as non-linear relationships come into consideration, are the arrangements for achieving such non-linear relationships in general fairly complex and inflexible arrangements that are specific to a given non-linear relationship must be designed.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen flexibel und universell einsetzbaren Analog:Digital-Spannungswandler zu schaffen, der einen vergleichsweise einfachen Schaltungsaufbau aufweist.The invention is therefore based on the object of providing a flexible and Universally applicable analog: digital voltage converter to create a comparatively has a simple circuit structure.

Bei den Entwicklungsarbeiten zur Lösung dieser Aufgabe hat es sich nun herausgestellt, daß Analqg:Digital-Spannungswandler unter Verwendung von Integrationszeitperioden'(Auflade-und Entladungsperioden bei einer typischen ltiller-Integrationsschaltung), etwa zur Lieferung -eines digitalen Ausgangssignals, gegenüber dem analogen Eingangssignal durch jedes beliebige funktionelle Verhältnis nicht-linear ausgelegt werden können, vorausgesetzt, daß die beim Verfahren benutzte Bezugsspannung im Gegensatz zur Fest-Spannung, we sie üblicherweise in den bekannten Fällen verwendet wird, variabel gewählt wird.In the development work to solve this problem, it has It has now been shown that Analqg: digital voltage converter using integration time periods' (charging and Discharge periods in a typical liller integration circuit), for example to Delivery of a digital output signal compared to the analog input signal can be designed non-linearly by any functional relationship, provided that the reference voltage used in the process, as opposed to the fixed voltage, how it is usually used in the known cases is chosen to be variable.

Unter Anwendung der Erfindungslehre kann mithin das übliche Dual-Digitalvoltmeter (Dual-Slope-Digitalvoltmeter) zur Anzeige nach einem gewunschten,-nicht-linearen funktionellen Verhältnis benutzt werden, indem einfach die während der Bezugs-Integrationsperiode angewandte Bezugsspannung entsprechend irgend einer vorbestimmten Funktion der Zeit oder eines anderen Parameters variabel gemacht wird, wie dies aus der nachstehenden genauen Beschreibung deutlicher hervorgeht.Using the teaching of the invention, the usual dual digital voltmeter (Dual slope digital voltmeter) for display according to a desired, non-linear functional relationship can be used by simply adding the during the reference integration period applied reference voltage corresponding to some predetermined function of time or some other parameter is made variable, as shown in the following exact description is clearer.

Außerdem können die spannungsgesteuerten Oszillatoren, die äüf der Grundlage eines Vergleichs des Ausgangssignals einer Integrationsschaltung mit einem- Bezugswert zwecks Hervorbringung einer ständigen Wiederholung der Signalintegrationsperiode arbeiten, entsprechend einer beliebigen vorbestimmten Funktion nicht-linear ausgebildet werden, indem einfach der Bezugsspannungseingang zum Komparator zu einer vorbestimmten variablen Funktion der Eingangs spannung oder eines anderen Parameters gemacht wird, was ebenfalls in der folgenden Beschreibung erläutert ist.In addition, the voltage controlled oscillators, the äüf the Basis of a comparison of the output signal of an integration circuit with a Reference value for the purpose of creation a constant repetition of the Signal integration period operate according to any predetermined one Function can be made non-linear by simply adding the reference voltage input to the comparator to a predetermined variable function of the input voltage or of another parameter is made, which is also in the following description is explained.

Dem Fachmann ist selbstverständlich offensichtlich, daß die Lehre der Erfindung auch auf andere Instrumente als die im folgenden beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen anwendbar ist. Sooft Integrationszeitperioden zur Umwandlung eines Analogsignals in eine digitale Darstellung benutzt werden, kann im allgemeinen das funktionelle Verhältnis zwischen beiden entsprechend einer beliebigen vorbestimmten Funktion nicht-linear gemacht werden, indem, wie noch deutlicher werden wird, einfach eine entsprechende variable Bezugsspannung verwendet wird.It is of course obvious to a person skilled in the art that the teaching The invention also applies to instruments other than those exemplified below Embodiments is applicable. As often as integration time periods for converting a Analog signals can generally be used in a digital representation functional relationship between the two according to any predetermined one Function can be made non-linear by, as will become clearer, simple a corresponding variable reference voltage is used.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Dual-Slope-Digitalvoltmeterschaltung mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1, Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten allgemeinen, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer spezielleren Ausführungsform der Schaltung gemäß Fig. 3 Fig. 5 eine schematische Darstellung einer detaillierten Ausführungsform mit der Grundkonstruktion gemäß Fig.4 und Fig. 6 eine graphische DarsteIlung zur Erläuterung der Ar-Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 5.The following are preferred embodiments of the invention the accompanying drawing explained in more detail. 1 shows a block diagram an exemplary dual-slope digital voltmeter circuit with features according to Invention, Fig. 2 is a graphic representation to explain the operation of the Circuit according to FIG. 1, FIG. 5 shows a block diagram of a second general, exemplary one Embodiment of the invention, Fig. 4 is a schematic representation of a more specific one Embodiment of the circuit according to FIG. 3 Fig. 5 is a schematic Representation of a detailed embodiment with the basic construction according to FIG Fig. 4 and Fig. 6 are graphs for explaining the Ar operation the device according to FIG. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist dem Fachmann allgemein als Dual-Slope-Integrationsvoltmeter bekannt. Eine herkömmliche Schalteinrichtung 10 verbindet eine Analog-Eingangsspannung auf einer Leitung 12 mit demEingang 14 einer Integrationsschaltung 16. Diese Situation dauert während einer festen Integrationssignalperiode t an, die durch ein Signal auf einer Leitung 18 von einer Zählkette 20 bestimmt wird, die ihrerseits auf dem Fachmann bekannte Weise durch eine Taktimpulsquelle 22 angesteuert wird. Eine herkömmliche logikschaltung 24 wird mit dem integrierten-periodischen Signal auf der Leitung 18 verwendet und- liefert auf einer Leitung 26 ein entsprechendes Ausgangssignal zur Steuerung der genannten Schalteinrichtung 10, um zu gewährleisten, daß die Analog-Eingangsspannung Vin, wie erwähnt, während einer festen Zeitspanne tl an den Eingang der Integrationsschaltung bzw. des Integrators 16 angelegt wird.The device shown in Fig. 1 is general to those skilled in the art known as a dual slope integration voltmeter. A conventional switching device 10 connects an analog input voltage on line 12 to input 14 an integration circuit 16. This situation lasts for a fixed integration signal period t, which is determined by a signal on a line 18 from a counting chain 20 is, in turn, in a manner known to the person skilled in the art by means of a clock pulse source 22 is controlled. A conventional logic circuit 24 is integrated with the periodic Signal on the line 18 is used and supplies a corresponding on a line 26 Output signal for controlling said switching device 10 in order to ensure that the analog input voltage Vin, as mentioned, during a fixed period of time tl is applied to the input of the integration circuit or of the integrator 16.

Wenn das integrierte Periodensignal auf der Leitung 18 abbricht, ändert die Logikschaltung 24 das auf der Leitung 26 liegende Signal, so daß die Schalteinrichtung 10 das Analog-Eingangssignal auf der Leitung 12 trennt und stattdessen ein bekanntes Bezugsspannungssignal auf der Leitung 28 mit dem Eingang 14 des Integrators 16 verbindet. Das Bezugssignal besitzt normalerweise gegenüber dem Eingangssignal entgegengesetzte Polarität, so daß der Integrator 16 einen Kondensator 30 oder ein anderes Integrations-Speicherelement zu entladen beginnt, wie dies für den Fachmann offensichtlich sein dürfte. Der Komparator 32 erzeugt ein Zyklusende-Steuersignal auf einer Leitung 34, sooft das Integrator-Ausgangssignal wiederum seine voreingestellten anfänglichen Bedingungen erreichte z.B. wenn die Spannung V2 vom Integrator 16 unter Massepotential abfällt, wie dies in Fig. 1 beispielhaft dargestellt ist. Das resultierende Zyklusende-Steuersignal auf der Leitung 34 läßt dann das Ausgangssignal der Logikschaltung 24 auf der Leitung 26 sich wiederum auf entsprechende Weise ändern, um das Bezugspotential auf der Leitung 28 vom Eingang 14 des Integrators 16 zu trennen. Ersichtlicherweise folgt für gewöhnlich nach einer solchen Bezugs-Integrationsperiode t2 unmittelbar ei-n weiterer Zyklus der Integration des festen Zeitperiodensignals. Daher ist die Länge der Zeitspanne t2, welche die Bezugsspannung für das Entladen des Kondensators 30 in seinen anfänglichen Zustand braucht, der Größe der Analog-Eingangsspannung auf der Leitung 12 proportional, solange die Bezugsspannung feste Größe besitzt. Diese Zeitspanne t2 wird wirksam dadurch gemessen, daß im Zähler 20 die vom Taktgeber 22 abgegebenen Taktsignale gezählt werden, die zwischen der Beendigung des Integrationsperiodensignals auf der Leitung 18 und dem Auftreten des Zyklusende-Steuersignals auf der Leitung 54 auftreten. Diese Zählung im Zähler 20 wird normalerweise in Abhängigkeit von einem Speicherlesesignal auf einer Leitung 56 zu Speichervorrichtungen und/oder Dekodern 38 durchgeschaltet, welche in an sich bekannter Weise Anzeigevorrichtungen 40 ansteuern.When the integrated period signal breaks off on line 18, changes the logic circuit 24 the signal lying on the line 26, so that the switching device 10 separates the analog input signal on line 12 and instead a known one Reference voltage signal on line 28 connects to input 14 of integrator 16. The reference signal is usually opposite to the input signal Polarity, so that the integrator 16 has a capacitor 30 or other integration storage element begins to discharge, as would be obvious to those skilled in the art. The comparator 32 generates an end-of-cycle control signal on line 34 whenever the integrator output signal turn its default initial conditions reached e.g. when voltage V2 from integrator 16 drops below ground potential, like this is shown in Fig. 1 by way of example. The resulting end-of-cycle control signal on line 34 then leaves the output of logic circuit 24 on line 26 in turn change in a corresponding manner in order to set the reference potential on the Line 28 to be separated from input 14 of integrator 16. Obviously follows usually one-n immediately after such a reference integration period t2 another cycle of integration of the fixed time period signal. Hence the length the period of time t2, which is the reference voltage for discharging the capacitor 30 in its initial state it takes up the magnitude of the analog input voltage the line 12 proportionally as long as the reference voltage has a fixed value. These Time period t2 is effectively measured by the fact that in the counter 20 the from the clock 22 output clock signals are counted between the termination of the integration period signal on line 18 and the occurrence of the end of cycle control signal on the line 54 occur. This count in counter 20 is normally a function of a memory read signal on line 56 to memory devices and / or Decoders 38 switched through, which display devices in a manner known per se Head for 40.

Bis zu diesem Punkt wurde vorausgesetzt, daß die auf der Leitung 28 liegende Bezugsspannung eine konstante oder feste Spannung bekannter Größe ist. Die eben beschriebene Arbeitsweise dürfte daher dem Fachmann als die übliche Arbeitsweise eines Dual-Slope-Digitalvoltmeters mit linearem Verhältnis zwischen dem Analog-Eingangssignal auf der Leitung 12 und dem an der Anzeige 40 angezeigten Digitalausgangssignal bekannt sein. Gemäß Fig. 1 sind jedoch Vorkehrungen zur Andarung der Bezugsspannung auf der Leitung 28 entsprechend einer vorbestimmten Funktion nach Bestimmung durch den Digital:Analog-Wandler 42 getroffen welcher eine feste Bezugsspannungsquelle 44 in Verbindung mit dem während der Periode t2 auf Leitungen 46 auftretenden Digital-Zählerausgangsignal verwendet, um die auf der Leitung 28 erscheinende tatsächliche Bezugsspannung entsprechend einer beliebigen vorbestimmten Funktion der Zeit zu formen.Up to this point it was assumed that the line 28 reference voltage is a constant or fixed voltage of known magnitude. The method of operation just described should therefore be considered to be the usual method of operation to the person skilled in the art a dual-slope digital voltmeter with a linear relationship between the analog input signal on line 12 and the digital output signal displayed on display 40 is known be. According to FIG. 1, however, provisions are made for displaying the reference voltage the line 28 according to a predetermined function as determined by the Digital: Analog converter 42 hit which has a fixed reference voltage source 44 in Connection to that occurring on lines 46 during period t2 Digital counter output used to determine the actual value appearing on line 28 Reference voltage corresponding to any predetermined function of time to shape.

Bekanntlich kann ein entsprechender Digital:Analog-Wandler 42 z,B. ein Netz von Summierwiderständen und Knotenpunkte aufweisen, wobei der fortlaufende Beitrag von den geordneten Stufen des Zählers 20 im Laufe der Zeit während der Bezugs-Integrationsperiode t2 nach einem beliebigen vorbestimmten funktionellen Verhältnis erhöht und/oder vermindert wird. Dies bedeutet, daß der Zeitablauf während dieser Bezugsperiode t2 effektiv durch das Ausgangssignal auf den Leitungen 46 des Zählers 20 wiedergegeben wird und entsprechend in einer zweckmäßigen Widerstandskette bzw9 matrix verwendet werden kann, die mindestens einen Summierknotenpunkt aufweist, der mit bemessenden, aufeinanderfolgenden Anteilen der Spannung oder des Stroms beschickt wird, um im Zeitablauf während der Periode t2 aufeinanderfolgende Annäherungen an jede gewünschte, vorbestimmte Zeitfunktion zu liefern. Selbstverständlich kann anstelle der Elemente 42, 44 und 46~Jede beliebige andere Art eines Funktion generators benutzt werden, solange die gewünschte vorbestimmte Funktion der auf der Leitung 28 auftretenden Bezugsspannung während der Zeitspanne t2 für jede Bezugs-Integrationsperiode erreicht wird.As is known, a corresponding digital: analog converter 42 z, B. have a network of summing resistors and nodes, the continuous Contribution from the ordered stages of counter 20 over time during the reference integration period t2 increased and / or according to any predetermined functional ratio is decreased. This means that the time lapse during this reference period t2 is effectively represented by the output signal on lines 46 of counter 20 is and used accordingly in an appropriate resistor chain or matrix that has at least one summing junction that is associated with dimensioning, successive portions of the voltage or the current is charged to im Lapse of time during the period t2 successive approximations to each desired, to deliver a predetermined time function. Of course, instead of the elements 42, 44 and 46 ~ Any other type of function generator can be used as long as the desired predetermined function of those occurring on line 28 Reference voltage reached during the period t2 for each reference integration period will.

Beispielsweise kann der Funktionsgenerator einen beliebigen herkömmlichen Analoggenerator für kontinuierliche Zeitfunktionen aufweisen, der auf ersichtliche Weise angesteuert wird, um die Funktion jeder Periode t2 durch den Taktgeber 22 und/ oder den durch diesen angesteuerten Zähler 20 einzuleiten.For example, the function generator can be any conventional one Have analog generator for continuous time functions, which can be seen on Way is controlled to the function of each period t2 by the clock generator 22 and / or to initiate the counter 20 controlled by this.

Außerdem kann bei der Formung von in diskreten Stufen erfolgenden Annäherungen an diese kontinuierlichen Funktionen die Widerstandskette bzw. -matrix 42 durch einen digitalen Nur-Lesespeicher gesteuert werden, der seinerseits durch den Taktgeber 22 und/oder den Zähler 20 angesteuert wird. Verschiedene verfügbare, herkömmliche Digital:Analog-Wandlerschaltungen sind in verschiedenen Fachbüchern und Veröffentlichungen dargestellt, z*B. auf Seiten 579 - 588 von "Electronic Computer Technology" von Norman R. Scott, McGraw-Hill Book Company, Ausgabe 1970.In addition, the molding can take place in discrete steps Approaches to these continuous functions are the resistance chain or matrix 42 can be controlled by a digital read-only memory, which in turn is controlled by the clock 22 and / or the counter 20 is controlled. Different available conventional digital: analog converter circuits are in various Specialist books and publications presented, e.g. on pages 579-588 of "Electronic Computer Technology "by Norman R. Scott, McGraw-Hill Book Company, 1970 edition.

Der folgende Satz von Gleichungen erläutert genauer die bei dieser Ausführungsform der Erfindung auftretenden Vorgänge: ts = der Zeitpunkt; zu welchem die Signal-Intagrationsperiode beginnt; tr = der Zeitpunkt, zu dem die Bezugs-Integrationsperiode beginnt; t2 = eine variable Bezugsintegrationsperiode, welche der endgültigen Meßgerät-Ablesung unmittelbar proportional ist; t1 = eine Signalintegrationsperiöde fester Dauer; K1,K2,K1 = Proportionalitätskonstanten; Vin = Augenblickswert der Eingangs spannung (als während einer beliebigen einzelnen Integrationsperiode t1 konstant vorausgesetzt); Vref = variable Bezugsspannung.The following set of equations explain in more detail those used in this one Embodiment of the invention occurring processes: ts = the time; to which the signal intagration period begins; tr = the point in time at which the reference integration period begins; t2 = a variable reference integration period which is the final meter reading is directly proportional; t1 = a signal integration period of fixed duration; K1, K2, K1 = constants of proportionality; Vin = instantaneous value of the input voltage (assumed to be constant during any single integration period t1); Vref = variable reference voltage.

(1) Wenn Vref = f(t) entsprechend einer vorbestimmten Funktion der Zeit, so gilt: mit F = eine Funktion von t2 da Vin und t1 festliegen.(1) If Vref = f (t) corresponding to a predetermined function of time, then: with F = a function of t2 since Vin and t1 are fixed.

mithin gilt: (5) K1K'1Vin = K2F(t2) und (6) Meßgerätablesung a eine vorbestimmte Funktion von Vin Da die Digitalanzeige an der Anzeige 40 der Zeitperiode t2 proportional ist und letztere tatsächlich dem Reziprokwert einer vorbestimmten Funktion F der Analog-Eingangsspannung gleich ist, stellt F ersichtlicherweise das Integral der Funktion f(t) dar, die für die variable Bezugsspannung auf der Leitung 28 gewählt ist. Infolgedessen kann jede gewünschte Funktion F (und mithin ihr Reziprokwert F-7 einfach durch entsprechende Wahl der Funktion f(t) erreicht werden, wie dies ersichtlich sein dürfte.therefore: (5) K1K'1Vin = K2F (t2) and (6) meter reading a a predetermined function of Vin Since the digital display on the display 40 is proportional to the time period t2 and the latter is actually equal to the reciprocal of a predetermined function F of the analog input voltage, it can be seen that F represents the integral of the function f (t), which for the variable Reference voltage on line 28 is selected. As a result, any desired function F (and therefore its reciprocal value F-7 can be achieved simply by selecting the function f (t) accordingly, as this should be evident.

Wenn z.B. die Funktion f(t) als Einzelflanke oder Einzelimpuls gewählt wird> die z.B. dem Zeitablauf während der Periode t 2 unmittelbar proportional ist, ist die Digital-Ausgangsanzeige tatsächlich der Quadratwurzel der Analog-Eingangsspannung proportional, was sich mittels der obigen mathematischen Gleichungen belegen läßt. Wenn die Funktion f(t) einem Vielfachen n des Zeitablaufs während der Periode t2 proportional gemacht wird, ist das Digitalausgangssignal dann im allgemeinen der Wurzel aus n + 1 der Analog-Eingangsspannung proportional, wie sich dies ebenfalls aus den obigen Gleichungen erkennen läßt, Dieses spezielle-Arbeitsbeispiel der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist im folgenden anhand der graphischen Darstellungen gemäß Fig. 2 näher erläutert. Hierbei ist die Analog-Eingangsspannung während der Abtastperiode t1> welche die feste Signal-Integrationsperiode darstellt, als vergleichsweise konstant wiedergegeben. Während dieser Zeitspanne steigt die Ausgangsspannung V2 des Integrators 16 ungefähr linear an, so daß die Spannung V2 am Ausgang des Integrators 16 am Ende der Zeitspanne t1 ungefähr der Größe der Analog-Eingangsspannung proportional ist. Anschließend ändert sich das Integrationsperiodensignal vom Zähler 20 und beginnt die Zeitspanne t2, während welcher die Spannung V1 auf die Bezugsspannung umgeschaltet wird, die, wie dargestellt, unmittelbar in Abhängigkeit vom Zeitablauf während der Periode t2 variiert.If, for example, the function f (t) is selected as a single edge or single pulse is> which is, for example, directly proportional to the time lapse during the period t 2 the digital output reading is actually the square root of the analog input voltage proportional, which can be proven by means of the above mathematical equations. If the function f (t) is a multiple n of the time lapse during the period t2 made proportional the digital output signal is then im general the square root of n + 1 of the analog input voltage proportional to how itself this can also be seen from the above equations, This particular working example the embodiment according to FIG. 1 is shown below with reference to the graphs explained in more detail according to FIG. Here is the analog input voltage during the Sampling period t1> which represents the fixed signal integration period, as reproduced comparatively constant. During this period the output voltage increases V2 of the integrator 16 is approximately linear, so that the voltage V2 at the output of the Integrator 16 at the end of the time period t1 approximately the size of the analog input voltage is proportional. Then the integration period signal from the counter changes 20 and begins the time period t2, during which the voltage V1 to the reference voltage is switched, which, as shown, is directly dependent on the passage of time varies during the period t2.

Infolgedessen nimmt das Ausgangssignal V2 des Integrators 16 zu Beginn langsam und dann immer schneller ab, während sich die Bezugsspannung während des letzten Teils der Zeitspanne t2 erhöht. Die Zeitspanne t2 wird tatsächlich durch den Durchgang der Spannung V2 durch den Nullwert bestimmt; dies wird durch den Komparator 32 als Anfangszustand des Integrators 16 festgestellt, worauf- sich das Komparator-Ausgangssignal ändert und mithin die Bezugs-Integrationsperiode automatisch beendet wird. Wie erwähnt, ist die Digitalanzeige an der Ausgangs-Anzeige der Zeitspanne t2 proportional, da die vom Taktgeber 22 abgegebenen Taktimpulse tatsächlich während der Zeitspanne t2 gezählt werden, um das Digital-Ausgangssignal des Voltmeters zu liefern. Da die Bezugsspannung eine variable Spannung darstellte die sich entsprechend der Funktion f(t) änderten variieren ersichtlicherweise die Dauer der Zeitspanne t2 und mithin das Digital-Ausgangssignal der Vorrichtung entsprechend dem Reziprokwert der vorbestimmten Funktion F der Analog-Eingangsspannung.As a result, the output V2 of the integrator 16 initially decreases slowly and then faster and faster, while the reference voltage changes during the last part of the period t2 increased. The time period t2 is actually through determines the passage of voltage V2 through the zero value; this is done by the comparator 32 determined as the initial state of the integrator 16, whereupon the comparator output signal changes and therefore the reference integration period is automatically ended. As mentioned, the digital display on the output display is proportional to the period t2, da the clock pulses emitted by the clock generator 22 actually occur during the period of time t2 are counted to provide the digital output of the voltmeter. Since the Reference voltage represented a variable voltage which is based on the function f (t) changed obviously the duration of the time span t2 and therefore vary the digital output of the device corresponding to the reciprocal of the predetermined Function F of the analog input voltage.

Wie aus den vorstehenden Berechnungen und Erläuterungen ersichtlich sein dürfte, kann durch entsprechende Wahl von f (t) jedes beliebige, vorbestimmte funktionelle Verhältnis zwischen dem Analog-Eingangssignal und dem Digital-Ausganssignal erzielt werde. Durch entsprechende Abstimmung der Widerstände im Digital: Analog-Wandler 42 und/oder durch zweckmäßige änderung der Eingangs-Bezugsspannungsquelle 44 kann ersichtlicherweise jede beliebige Funktion f(t)- -für die Bezugsspannung auf der Leitung 28 erzielt werden. Wie erwähnt, läßt sich jede beliebige Wurzelfunktion für das Verhältnis zwischen dem Digital-Ausgangssignal und der Analog-Eingangsspannung erreichen, indem einfach die-Bezugsspannung 28 dem (n-i)-fachen der Zeit proportional gewählt wird. Selbstverständlich lassen sich auch andere Funktionen angenähert- erreichen, indem einfach andere Bezugsspannungen für die Steuerung durch den Zähler benutzt und/oder entsprechende Xnderungen des Digital: Analog-Wandlers 42 selbst vorgenommen werden. Beispielsweise lassen sich ohne weiteres Annäherungen von nicht-linearen Thermoelement-Eingangssignalen und/oder anderen komplexen Eingangsfunktionen durchführen, wie dies aus vorstehendem ersichtlich sein dürfte.As can be seen from the above calculations and explanations can be any predetermined one by choosing f (t) accordingly functional relationship between the analog input signal and the digital output signal will be achieved. By matching the resistors in the digital: analog converter 42 and / or by appropriately changing the input reference voltage source 44 obviously any function f (t) - -for the reference voltage on the Line 28 can be achieved. As mentioned, any root function can be used for the ratio between the digital output signal and the analog input voltage Achieve by simply making the reference voltage 28 proportional to (n-i) times the time is chosen. Of course, other functions can also be approximated. achieve by simply adding different reference voltages for control by the meter used and / or corresponding changes in the digital: analog converter 42 itself be made. For example, approximations of non-linear ones can easily be made Perform thermocouple input signals and / or other complex input functions, as can be seen from the above.

Dem Fachmann ist außerdem ersichtlich, daß diese Technik nicht auf Dual-Slope-Digitalvoltmeter beschränkt ist, bei denen getrennte und bestimmte Signal- und Bezugs-Integrationsperioden vorhanden sind. Beispielsweise integrieren verschiedene bekannte Voltmeterschaltungen dieser Art das Eingangssignal kontinuierlich und legen das Bezugssignal während der Bezugs-Integrationsperiode gleichzeitig an den Integrator an. In diesem Fall müßte Gleichung (2) etwas abgewandelt werden, da die Integrationsgrenzen für Vin beide Perioden t1 und t2 umfassen würden.It will also be apparent to those skilled in the art that this technique does not apply Dual-slope digital voltmeters where separate and specific signal and reference integration periods exist. For example, integrate different known voltmeter circuits of this type continuously and place the input signal the reference signal to the integrator simultaneously during the reference integration period at. In this case equation (2) would have to be modified somewhat, since the integration limits for Vin would include both periods t1 and t2.

Die allgemeine Theorie ist jedoch dabei- die gleiche, daß nämlich jede gewünschte Funktion durch entsprechende Änderung der Bezugsspannung erzielt werden kann. Dies gleichen Uberlegungen treffen auf andere Arten von Dual-Slope -Digitalvoltmetern zu, bei denen die Signal- und Bezugs-Integrationsperioden etwas von der beispielhaften Ausführungsform abweichen können.The general theory, however, is the same, namely that each desired function through corresponding Change of reference voltage can be achieved. The same considerations apply to other types of dual slope -Digital voltmeters too, where the signal and reference integration periods are somewhat may differ from the exemplary embodiment.

Es ist auch darauf hinzuweisen, daß anstelle des Miller-Integrators 16 zahlreiche äquivalente Integratorschaltungen verwendet werden können. Beispielsweise werden häufig Strom-Treiberstufen verwendet, um einen einzelnen Kondensator als Integrationselement wirken zu lassen. Es sind auch noch andere Arten herkömmlicher Integrationseinrichtungen bekannt.It should also be noted that instead of the Miller integrator 16 numerous equivalent integrator circuits can be used. For example Current driver stages are often used to act as a single capacitor Let the integration element work. Other types are more conventional as well Integration facilities known.

Ein anderes Anwendungsgebiet für die Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, die einen spannungsgesteuerten Oszillator zeigt, bei dem die Bezugs-Integrationsperiode auf nahezu Null reduziert ist, d.h. t2 nähert sich dadurch dem Wert Null, daß der Kondensator C1 mit vergleichsweise hoher Frequenz entladen wird, sooft das Ausgangssignal des Integrators 60 eine vorbestimmte Bezugsspannung übersteigt, welche durch den Komparator 62 und die auf einer Leitung 64 an ihn angelegte Bezugsspannung bestimmt wirdr Wenn der Komparator 62 seine Zustände ändert, weil das auf der Leitung 64 liegende Ausgangssignal des Integrators- die Bezugsspannung VR auf der Leitung 64 übersteigt, wird eine Entladungseinrichtung 68 angestoßen, um eine praktisch sofortige und augenblickliche Entladung des Kondensators C1 hervorzubringen, worauf eine neue Signal-Integrationsperiode einsetzt. Die Analog-Eingangsspannung Vin wird über die Leitung 70 dem Eingang des Integrators 60 eingespeist. Der Ausgang dieser Schaltung wird dann als Ausgangssignal des Komparators 62 auf der Leitung 72 abgenommen, woraufhin die Frequenz bzw.Another field of application for the invention is shown in Fig. 5, which shows a voltage controlled oscillator in which the reference integration period is reduced to almost zero, i.e. t2 approaches zero as the Capacitor C1 is discharged with a comparatively high frequency as often as the output signal of the integrator 60 exceeds a predetermined reference voltage which is determined by the Comparator 62 and the reference voltage applied to it on a line 64 is determined will r When the comparator 62 changes states because that is on the line 64 The output signal of the integrator - the reference voltage VR on the line 64 exceeds, a discharge device 68 is triggered to provide a practically instantaneous and cause instantaneous discharge of capacitor C1, followed by a new one Signal integration period begins. The analog input voltage Vin is via the Line 70 fed to the input of the integrator 60. The output of this circuit is then taken as the output signal of the comparator 62 on the line 72, whereupon the frequency or

Wiederholungsrate des auf der Leitung 72 auftretenden Signals normalerweise der Analog-Eingangsspannung auf der Leitung 70 proportional ist, vorausgesetzt, daß die Bezugsspannung auf der Leitung 64 auf einem-konstanten Wert gehalten wird, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.Repetition rate of the signal appearing on line 72 normally is proportional to the analog input voltage on line 70, provided that the Reference voltage on line 64 at a constant Value is held, as is the case with the prior art.

Wie bei der vorher beschriebenen-Ausführungsform kann jedoch auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung ein gewünschtes nicht lineares Verhältnis zwischen dem'Analog-Eingangssignal auf der Leitung 70 und dem Digital-Ausgangs signal auf der Leitung 72 hervorgebracht werden, indem einfach die Bezugsspannung auf der Leitung 64 variabel anstatt fest gewählt wird. Anstatt, wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform,xdie Dauer der Bezugs-Integrationszeitspanne zu messen, wird hierbei die Dauer der Signal-Integrationszeitspanne benutzt, weshalb die Funktion umgekehrt ist. Unter Vernachlässigung der Rückstell-Entladungszeit ist daher die Frequenz f des Ausgangssignals auf der Leitung 72 ungefähr proportional der Analog-Eingangsspannung Vin dividiert durch die -Bezugsspannung VR auf der Leitung 64 (d.h. f=K1VinAtR) Falls jedoch die Bezugsspannung VR ebenfalls variabel und z.B. eine Funktion der Analog-Eingangsspannung Vin selbst ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist (VR = (1-½Vin)), dann variiert die Ausgangfrequenz f nach folgender Formel: f = K1 Vin (1-½Vin) Hierbei-andert sich die Ausgangsfrequenz f bei einem Bereich der Eingangsspannung Vin von 2:1 -(-3 zu -6 V) über einen Frequenzbereich von 4:1. Außerdem wird bei einer Eingangsspannung von -4,5 V die Frequenz gegenüber derjenigen verdoppelt, die sich dann ergibt, wenn-die Spannung am Eingang gleich -3 V beträgt. Mit anderen Worten: Dies stellt nahezu eine genaue Umkehr- bzw. Numerus-Funktion dar. Diese genaue Annäherung an die Numerus-Funktion (z.B. + 1%) ist ersichtlicherweise sehr nützlich beim Arbeiten mit Analog-Spannungsgeneratoren, die ein normales logarithmisches Ansprechen aufweisen.As in the previously described embodiment, however, can also a desired non-linear relationship in this embodiment of the invention between the analog input signal on line 70 and the digital output signal on line 72 can be produced by simply referring to the voltage reference on the Line 64 is chosen to be variable instead of fixed. Instead of like the one previously described Embodiment to measure x the duration of the reference integration period is here the duration of the signal integration period is used, which is why the function is reversed is. Neglecting the reset discharge time, therefore, is the frequency f of the output signal on line 72 approximately proportional to the analog input voltage Vin divided by the reference voltage VR on line 64 (i.e. f = K1VinAtR) However, if the reference voltage VR is also variable and, for example, a function of the Analog input voltage Vin itself is as shown in Fig. 4 (VR = (1-½Vin)), then the output frequency f varies according to the following formula: f = K1 Vin (1-½Vin) This changes the output frequency f with a range of the input voltage Vin of 2: 1 - (- 3 to -6 V) over a frequency range of 4: 1. In addition, at an input voltage of -4.5 V doubles the frequency compared to that which results when-the Voltage at the input equals -3 V. In other words, this nearly represents an exact inverse or number function. This exact approximation of the number function (e.g. + 1%) is obviously very useful when working with analog voltage generators, which have a normal logarithmic response.

Eine grundsätzliche Numerus-Funktion zwischen der Analog-Einspannung und der Digital-Ausgangsspannung, wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 dargestellt, kann auf die bei der Vorrichtung gemäß Fig. 5 gezeigte Weise zur Erzielung eines noch größeren Betriebsbereichs benutzt werden. Hierbei wird der grundsätzliche Oszillator gemäß Fig. 4 bei einem System benutzt, welches der Numerus-Funktion über einen Bereich von ungefähr 1024 zu 1 folgt.A fundamental number function between the analog clamping and the digital output voltage, as shown in the device according to FIG. 4, can in the manner shown in the apparatus of FIG. 5 to achieve a even larger operating range can be used. This is the basic oscillator 4 used in a system which uses the number function over a range from about 1024 to 1 follows.

Das Analog-Eingangssignal Vin wird an einen Eingang 100 angelegt und über einen Umsetzer 102 geschaltet, der einen Verstärkungsgrad von etwa 1 besitzt und lediglich die auf der Leitung 104 erscheinende Spannung zu einer umgekehrten Nachbildung der Eingangsspannung auf der Leitung 100 werden läßt. Diese umgekehrte Spannung auf der Leitung 104 wird dann einem Oszillator 106 eingespeist,welcher dem in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen entspricht. Der Ausgang 108, d.h. die Wiederholungsfrequenz f des Ausgangssignals auf der Leitung 108, des Oszillators 106 ist daher über einen Bereich von ungefähr 2:1 der Numerus der Eingangsspannung auf der Leibung 100.The analog input signal Vin is applied to an input 100 and switched via a converter 102, which has a gain of about 1 and only the voltage appearing on line 104 to reverse Simulation of the input voltage on line 100 can be. This reverse Voltage on line 104 is then fed to an oscillator 106, which corresponds to that described in connection with FIG. The output 108, i.e. the Repetition frequency f of the output signal on line 108 of the oscillator 106 is therefore the number of input voltage over a range of approximately 2: 1 on the soffit 100.

Normalerweise sind die Komparatoren 110,112, 114 und 116 abgeschaltet, solange das Eingangs signal Vin unter einem vorbestimmten Wert von z.B. V1 (Fig. 6) liegt. Der Punkt, an welchem die Eingangsspannung Vin eine zweckmäßige Numerus-Ausgangsfunktion von 1024 zu 1 hervorzurufen beginnt, liegt ungefähr an der Stelle, an welcher Vin gleich V1/2 ist.Normally the comparators 110, 112, 114 and 116 are switched off, as long as the input signal Vin is below a predetermined value of e.g. V1 (Fig. 6) lies. The point at which the input voltage Vin has a useful number output function from 1024 to 1 is roughly where Vin is equal to V1 / 2.

Das umgekehrte Ausgangssignal Vtin wird dem vorher beschriebenen Oszillator 106 gemäß Fig. 4 aufgeprägt. Sein Ausgangssignal auf der Leitung 108 wird dann an eine Binärzähler -Frequenzteilerkette mit Ausgängen angelegt, an denen die vorhandene Ausgangsfrequenz die Eingangs frequenz bei 108 dividiert durch die Faktoren 1, 4, 16, 64 und 256 darstellt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist und dem Fachmann bekannt sein dürfte>Selektor-Gatter 118 sind daher so ausgelegt, daß sie das endgültige Ausgangssignal von der 256-Teiler-Ausgangsklemme des Binärteilers 122 auf die Leitung 120 aufschalten, bis die Eingangsspannung den Wert V1 erreicht. Wenn das Eingangssignal Vin von V1/2 auf V1 übergeht, folgt mithin der Oszillator mit der angenäherten Numerus-Frequenzfunktion z.B. von R1 auf 4R1, wobei R1 einer grundsätzlichen Wiederholungsfrequenz entspricht und 4R1 ungefähr an dem Punkt auftritt, an welchem Vin gleich V1ist. Die endgültige Ausgangs-Wiederholungsfrequenz auf oder Leitung 120 ändert sich folglich von R1/256 (Vin gleich V1/2) auf 4R1/256 oder R1/64 (Vin gleich V1).The inverted output Vtin becomes the oscillator previously described 106 as shown in FIG. 4. Its output on line 108 will then be on a binary counter -Frequency divider chain with outputs created where the existing output frequency divides the input frequency at 108 by represents factors 1, 4, 16, 64 and 256 as shown in Fig. 5 and should be known to a person skilled in the art> Selector gates 118 are therefore designed in such a way that that it is the final output signal from the 256 divider output terminal of the binary divider 122 connect to line 120 until the input voltage reaches the value V1. When the input signal Vin changes from V1 / 2 to V1, the oscillator follows with the approximated number frequency function e.g. from R1 to 4R1, where R1 is a corresponds to the basic repetition frequency and 4R1 occurs approximately at the point at which Vin equals V1. The final output repetition rate on or Line 120 therefore changes from R1 / 256 (Vin equals V1 / 2) to 4R1 / 256 or R1 / 64 (Vin equals V1).

Zu dem Zeitpunkt, an welchem Vin gleich V1 wird, schaltet der Komparator 116 um, da V1 durch die-Widerstandskette 124 gemäß Fig. 5 auch an seinen anderen Eingang angelegt wird. Wenn der Komparator 116 seinen Zustand ändert, schaltet ein Feldeffekt-Transistor Q1durch, so daß ein-Strominkrement bzw. Strombruchteil die Plusklemme des Umsetzers 102 beaufschlagt und hierdurch dessen Ausgangssignal auf der Leitung 104 auf die gleiche Spannung zurückgeführt wird, die anlag, als Vin nur gleichV1/2 war. Diese Arbeitsweise ist in graphischer Form in Fig. 6- zusammengefaßt dargestellt. Der Oszillator kehrt daher auf'seine Anfangsfrequenz R1 zurück, doch wird das Ausgangssignal vom Komparator 116 auch der Gatterschaltung 118 eingespeist, damit die das endgültige Ausgangssignal führende Leitung 120 mit der 64-Teiler-Klemme des Binärteiler£ 122 anstatt, wie vorher, mit dem 256-Teilerausgangeverbunden wird. Die Ausgangsfrequenz entspricht somit R1-/64, d.h. der gleichen Frequenz, die unmittelbar vor dem Umschalten des Komparators 116 anlag. Wenn sich die Eingangsspannung von V1 auf 1 tv1 erhöht, folgt mithin der Gewinn oder Verstärkungsgrad des Oszillators wiederum der angenäherten Numerus-Frequenzfunktion von R1 auf 4R1. Die Ausgangsfrequenz geht von R1/64 auf R1/16 über.At the point in time when Vin becomes equal to V1, the comparator switches 116 to, since V1 through the resistor chain 124 according to FIG. 5 also to its other Input is created. When the comparator 116 changes state, it switches on Field effect transistor Q1 by, so that a current increment or current fraction the The positive terminal of the converter 102 is applied and its output signal is thereby applied line 104 is returned to the same voltage as that applied as Vin was only equal to V1 / 2. This procedure is summarized in graphical form in FIG. 6- shown. The oscillator therefore returns to its initial frequency R1, but the output signal from the comparator 116 is also fed to the gate circuit 118, thus the line 120 carrying the final output signal to the 64-divider terminal of the binary divider £ 122 instead of, as before, is connected to the 256 divisor output. The output frequency thus corresponds to R1- / 64, i.e. the same frequency, the immediately before switching over the comparator 116 was applied. When the input voltage increased from V1 to 1 tv1, the gain or gain of the oscillator follows again the approximated number-frequency function from R1 to 4R1. The output frequency goes from R1 / 64 to R1 / 16.

Da sodann eine Spannung von /? 4 ;-V1 an der Leitung 100 anliegt, schaltet der Komparator 114 dann um und leitet einen weiteren Strombruchteil an die Plusklemme des Umsetzers 102, so daß dessen umgekehrtes Ausgangssignal auf der Leitung 104 wieder auf den anfänglichen Wert zurückgeführt wird, der selbstverständlich das Ausgangssignal vom Oszillator 106 sich wieder auf seine Grundwiederholungsfrequenz von R1 rückstellen läßt. s e zuvor wird jedoch gemäß Fig. 5 das Ausgangssignal des Komparators 114 der Gatterschaltung 118 eingespeist, um letztere wiederum ihren Anschluß für die das endgUltige Ausgangssignal führende Leitung 120 von der 64-Teilerklemme des Binärteilers 122 auf dessen 16-Teilerklemme umschalten zu lassen. Infolgedessen beträgt das Ausgangssignal auf der Leitung 120 gleich R1/16 und entspricht mithin genau der gleichen Frequenz, die vorher unmittelbar vor dem Umschalten des Komparators 114 anlag.Then there is a tension of /? 4; -V1 is applied to line 100, the comparator 114 then switches over and directs a further fraction of the current the positive terminal of the converter 102, so that its inverted output signal on the Line 104 is returned to its initial value, which of course the output signal from oscillator 106 reverts to its fundamental repetition frequency can be reset by R1. s e beforehand, however, according to FIG. 5, the output signal of the Comparator 114 of the gate circuit 118 fed to the latter in turn Connection for the line 120 carrying the final output signal from the 64-divider terminal of the binary divider 122 to switch to its 16-divider terminal. Consequently the output signal on line 120 is equal to R1 / 16 and therefore corresponds to exactly the same frequency that was used immediately before switching over the comparator 114 appendix.

Wenn sich die Eingangs spannung Vin nunmehr wieder von t V1 auf 2V1 erhöht, ändert sich ersichtlicherweise das Ausgangssignal von R1/64 auf R14. Wenn sich die Eingangsspannung dem Wert 2V1 annähert, schaltet der Komparator 112 ersichtlicherweise um und legt einen weiteren Strombruchteil an die Plusklemme des Umsetzers 102 an, so daß das umgekehrte Ausgangssignal auf der Leitung 1o4 auf seinen anfänglichen Wert von ungefähr V1/2 zurückkehrt. Wie vorher verringert sich jedoch die Ausgangsfrequenz des Oszillators 106 auf R1, da das Ausgangssignal vom Komparator 112 auch den Gatter 118 aufgeprägt wird, wobei das Ausgangs-signal auf der Leitung 120 an die 4-Teilerklemme des Binärteilers 122 anstatt an den 16-Teilerausgang angelegt.wird, woraufhin die Folge frequenz am Ausgang, d.h. an der Klemme 120 tatsächlich R1/4 beträgt und genau der Frequenz entspricht, die unmittelbar vor dem Umschalten des Komparators 112 anlag, Der nächste Schritt in der Arbeitsweise dürfte nunmehr ebenfalls offensichtlich sein. Während sich die Eingangsspannung von 2V1 auf #½V1 ändert, geht das Ausgangssignal von R1/4 auf R10 Wenn schließlich die Span nung von #½V1 an der Leitung 100 anliegt, schaltet der Komparator 110 um und legt noch einen weiteren Strom bruchteil an den Umsetzer 102 an, so daß dessen, Ausgangssignal bei 104 wieder auf den anfänglichen Wert von V1/2 reduziert wird, während gleichzeitig das Ausgangssignal des Komparators 110 der Gatterschaltung 118 aufgeprägt wird, um deren Endausgangsklemme 120 mit der 1-Teilerklemme des Binärteilers 122 zu verbinden0 Folglich ist die Ausgangsfrequenz auf der Leitung 120 wieder R1, d.h.If the input voltage Vin is now back from t V1 to 2V1 As you can see, the output signal changes from R1 / 64 to R14. if when the input voltage approaches the value 2V1, it can be seen that the comparator 112 switches and applies another fraction of the current to the positive terminal of converter 102, so that the inverted output on line 1o4 is at its initial Value of about V1 / 2 returns. As before, however, the output frequency will decrease of oscillator 106 to R1, since the output from comparator 112 also passes the gate 118 imprinted is, with the output signal on the line 120 is applied to the 4-divider terminal of the binary divider 122 instead of the 16-divider output. whereupon the repetition frequency at the output, i.e. at terminal 120, is actually R1 / 4 and corresponds exactly to the frequency that was set immediately before the Comparator 112 applied, the next step in the operation should now also be be obvious. While the input voltage changes from 2V1 to # ½V1, the output signal goes from R1 / 4 to R10 when finally the voltage of # ½V1 is present on the line 100, the comparator 110 switches over and puts another one Current fraction to the converter 102, so that its output signal at 104 again is reduced to the initial value of V1 / 2, while at the same time the output signal of the comparator 110 of the gate circuit 118 is impressed to its final output terminal 120 to be connected to the 1-divider terminal of the binary divider 122. Thus, the output frequency is on line 120 again R1, i.e.

genau die gleiche, wie sie vor dem Umschalten auf den Komparator 119 anlag. Wenn sich danach die Eingangsspannung von #½V1 auf 3V1 erhöht, ändert sich die Ausgangsfrequenz von R1 auf 4R1. Die Ausgangsfrequenz hat sich dabei von einem niedrigen Wert von R1/256S der bei Vin=V1/2 anlag, auf 4R1 verschoben, der bei Vin =3V1 anlag. Dies stellt eine Änderung der Wiederholungsfrequenz von etwa 1024:1 bei einer Anderung der Eingangs-Spannung auf der Leitung 100 von 6:1 dar, wobei diese Änderungen innerhalb von 1% der gewünschten Numerus-Funk tion auftreten, wenn die Oszillatorschaltung gemäß Fig. 4 auf beschriebene Weise benutzt wird.exactly the same as it was before switching to the comparator 119 plant. If then the input voltage increases from # ½V1 to 3V1, it changes the output frequency from R1 to 4R1. The output frequency has changed from one low value of R1 / 256S that was applied at Vin = V1 / 2, shifted to 4R1, that at Vin = 3V1 app. This represents a change in the repetition rate of about 1024: 1 when the input voltage on line 100 changes from 6: 1, where if these changes occur within 1% of the desired number function the oscillator circuit of FIG. 4 is used in the manner described.

In der Praxis können beliebige weitere Frequenzteiler zwischen den Oszillator und den binären Frequenzteiler 122 geschaltet werden, um das Ausgangssignal für den betreffenden, jeweiligen Anwendungsfall entsprechend abzug stufen. Gewünschtenfalls können Komparatoren hinzugefügt werden, um z.B. die Werte V1/2 und 3V1 festzustellen, und um zu verhindern, daß das Ausgangssignal über seS-nen Betriebsbereich hinausgelangt.In practice, any further frequency dividers can be used between the Oscillator and binary frequency divider 122 are switched to generate the output signal deduct accordingly for the respective application. If so desired can add comparators to e.g. the values V1 / 2 and 3V1, and to prevent the output signal from being over seS-nen Operational area passed.

Ersichtlicherweise können mit den Schaltungen gemäß Fig. 3, 4 und 5 auch noch andere Funktionen als die Numerus-Funktion erzielt werden.Obviously, with the circuits according to FIGS. 3, 4 and 5 functions other than the number function can also be achieved.

Die Gatterschaltung 118 kann beliebige herkömmliche Konstruktion besitzen solange sie die vorher beschriebenen Funktionen gewährleistet, Genauer gesagt, sollte für den Anstieg des Werts Vin ein einzelnes Ausgangssignal vom Komparator 116 einen elektronischen, orzugsweise einen Fest zustand- bzw Halbleiter-Schalter Veranlassen, die 256-Teilerklemme von der Leitung 120 zu trennen und die 64-Teilerklemme damit zu verbinden.Gate circuit 118 can be of any conventional construction as long as it guarantees the functions described above, or, more precisely, should a single output signal from comparator 116 is used to increase the value of Vin initiate electronic, preferably a fixed state or semiconductor switch, to disconnect the 256-divider terminal from the line 120 and the 64-divider terminal with it connect to.

Die Ausgangssignale von den beiden Komparatoren 114 und 116 sollten die Leitung 120 von der 64-Teilerklemme trennen und sie mit der 16-Teilerklemme verbinden. Die Ausgangssignale von den Komparatoren 112, 114 und 116 sollten die Leitung 120 von der 16-Teilerklemme trennen und mit der 4-Teilerklemme verbinden. Schließlich sollten die Ausgangssignale von allen Komparatoren 110, 112, 114 und 116 die Leitung 120 von der 4-Teilerklemme trennen und mit der 1-Teilerklemme verbinden. Die Arbeitsweise für den Abstieg des Werts Vin ist ersichtlicherweise genau umgekehrt. Im Normalzustand der Gatter 118 beim Fehlen jedes Komparator-Ausgangssignals sollte die Leitung 120, wie erwähnt, mit der 256-Teilerklemme verbunden sein. Selbstverständlich kann für die Gatter 118 eine genormte bzw. übliche Digital-Logikschaltung in integrierter Schaltkreisform verwendet werden.The output signals from the two comparators 114 and 116 should disconnect line 120 from the 64-divider terminal and connect it to the 16-divider terminal associate. The output signals from comparators 112, 114 and 116 should be the Disconnect line 120 from the 16-part terminal and connect it to the 4-part terminal. Finally, the output signals from all of the comparators 110, 112, 114 and 116 Disconnect line 120 from the 4-part terminal and connect it to the 1-part terminal. Obviously, the operation for the descent of the value Vin is exactly the opposite. In the normal state of the gate 118 in the absence of any comparator output signal should the line 120, as mentioned, must be connected to the 256 divider terminal. Of course A standardized or customary digital logic circuit can be integrated for the gate 118 Circuit shape can be used.

Obgleich vorstehend nur einige wenige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung in Einzelheiten dargestellt und beschrieben sind, ist es für den Fachmann erkennbar, daß die Grundlehre der Erfindung ein breites Anwendungsgebiet in der Technik besitzt, weshalb die Erfindung keinesfalls auf die dargestellten und beschriebenen Ein zelheiten der beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll, Zusammenfassend wurde mit der Erfindung mithin ein Analog-Digital-Wandler unter Verwendung einer integrierten Schaltung geschaffen, bei welchem der Wert eines Digital-Ausgangssignals von den Auflade- und Entladezeitspannen eines Integrierter-Kondensators oder den Integrationszeitspannen irgend eines anderen Integrators abhängt.Although only a few exemplary embodiments above of the invention are illustrated and described in detail, it will be for those skilled in the art recognizable that the basic teaching of the invention has a wide field of application in owns the technology, which is why the invention in no way applies to the illustrated and The details of the exemplary embodiments described may be limited should, In summary, the invention was therefore an analog-to-digital converter created using an integrated circuit in which the value of a Digital output signal from the charging and discharging periods of an integrated capacitor or the integration times of any other integrator.

Dabei wird ein nicht-lineares funktionelles Verhältnis zwischen der Größe des analog-Eingangssignals und dem Digitalwert des Ausgangssignals unter Benutzung variabler Bezugsspannungen t"'rreicht0 Bei einer ersten Aus° führungsform, die sich speziell für ein Dual-Slope-Integrationsvoltmeter eignet, wird eine variable Be zugsspannung zur Bestimmung der Entladungsgeschwindigkeit bzw. -frequenz und mithin der Bezugs-Integrations periode eines integrierenden Kondensators verwendet.A non-linear functional relationship is established between the Size of the analog input signal and the digital value of the output signal using it variable reference voltages t "'r reaches0 In a first embodiment, which especially suitable for a dual slope integration voltmeter, a variable loading tension to determine the discharge speed or frequency and therefore the reference integration period of an integrating capacitor is used.

»uroh Auswahl der variablen Bezugsspannung entsprechend einer zweckmäßigen ersten Funktion kann jedes vorbestimmte, nicht-lineare zweite funktionelle Verhältzwischen dem Analog-Eingangssignal und dem Digital-Ausgangssignal erzielt werden. Eine zweite Ausführungsform eignet sich speziell als spamnungsgesteuerter Oszillator, beS dem die variable Bezugsspannung zur Bestimmung der Signal-Integrationszeitspanne und mithin der Wiederholungs frequenz, mit welcher sich die grundsätzliche Signal-Integrationsperiode wiederholt, und folglich der Frequenz des Digital-Ausgangssignals benutzt wird. Bei dieser zweiten Ausführungsform kann jedes vorbestimmte, nichtlineare fuonelle Verhältnis z'wischen dem Ana log-Eingangssignal und der Wiederholungsfrequenz des Digital-Ausgangssignals erzielt werden, indem eine vari able Bezugsspannung entsprechend einer anderen zweckmäßigen, vorbestimmten Funktion gewählt wird.»Uroh selection of the variable reference voltage according to an appropriate one The first function can have any predetermined, non-linear second functional relationship therebetween the analog input signal and the digital output signal. A second Embodiment is particularly suitable as a spam-controlled oscillator, beS the the variable reference voltage for determining the signal integration period and hence the repetition frequency with which the basic signal integration period repeated, and consequently the frequency of the digital output signal is used. In this second embodiment, any predetermined non-linear linear Ratio between the analog input signal and the repetition frequency of the Digital output can be achieved by using a vari able reference voltage accordingly another appropriate, predetermined function is selected.

Claims (1)

Patentansprüche Claims 1. Nicht-linearer Analog:Digital-Spannungswandler, g e k e n nz e i c h n e t durch eine Integrationsschaltung, die ein Analog-Eingangssignal während mindestens einer ersten Zeit-Spanne und e-n anderes Signal während einer zweiten Zeitspanne integriert, die so lange andauert, bis in der Integrationsschaltung vorbestimmte Anfangsbedingungen hergestellt sind, eine Einrichtung zur Lieferung eines Digital Ausgangssignals als Funktion des Analog-Eingangssignals in Abhängigkeit von der Dauer der ersten und der zweiten Zeit spanne und eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung mit einem Analog-Funktionsgenerator zur Erzeugung eines variablen Bezugssignals, wobei mindestens eine der Zeitspannen durch das variable Bezugssignal gesteuert wird, das entsprechend einer vorbestimmten Funktion so variiert, daß das Digital-Ausgangssignal als vorbestimmte, nichtlineare Funktion des Analog-Eingangssignals verändert wird.1. Non-linear analog: digital voltage converter, g e k e n nz e i c h n e t through an integration circuit that takes an analog input signal during at least a first time span and e-n other signal during a second Integrated period of time that lasts until predetermined in the integration circuit Initial conditions are established, a facility for delivery of a digital Output signal as a function of the analog input signal as a function of the Duration of the first and the second time span and a reference signal generating Device with an analog function generator for generating a variable reference signal, wherein at least one of the time periods is controlled by the variable reference signal which varies according to a predetermined function so that the digital output signal is changed as a predetermined, non-linear function of the analog input signal. 2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung mit einem linearen Digital:Analog-Wandler aufweist, der zur Erzeugung eines gewünschten variablen Bezugssignals steuerbar ist. 2. Converter according to claim 1, characterized in that it has a A reference signal generating device with a linear digital: analog converter, which is controllable to generate a desired variable reference signal. 3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltung einen Integrator mit einem Eingang und einem Ausgang aufweist, daß der Ausgang des Integrators mit einem Komparator zur Feststellung der vorbestimmten Anfangsbedingungen und zur Lieferung eines Zyklusende-Steuerausgangssignals in Abhängigkeit davon verbunden ist, daß eine Schalteinrichtung so geschaltet ist, daß sie entweder das Analog-Eingangssignal oder das Bezugssignal an den Eingang des Integrators anlegt, daß die Steuereinrichtung durch ein Steuersignal fester Zeitdauer während der ersten Zeitspanne steuerbar ist, um das Analog-Eingangssignal zumindest während der festen Zeitdauer an den Eingang des Integrators anzulegen, worauf während der zweiten Zeitspanne das Bezugssignal- an diesen Eingang angelegt wird, und daß die Steuereinrichtung durch das Zyklusende-Steueraüsgangss'ignal' steuerbar ist, um die zweite Zeitspanne zu beenden. 3. Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the Integration circuit has an integrator with an input and an output, that the output of the integrator with a comparator to determine the predetermined Initial conditions and for providing an end-of-cycle control output signal as a function of it is connected in that a switching device is connected so that it either applies the analog input signal or the reference signal to the input of the integrator, that the control device by a control signal of a fixed duration during the first Time span is controllable to the analog input signal at least during the fixed Period of time to be applied to the input of the integrator, whereupon during the second period of time the reference signal is applied to this input, and that the control device can be controlled by the end of cycle control output signal 'to the second time period to end. 4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Lieferung eines Digital-Ausgangssignals einen Taktgeber zur Lieferung regelmäßig wiederkehrender Digitalimpulse und einen Zähler zum Zählen der Zahl der während der zweiten Zeitspanne auftretenden Digitalimpulse aufweist, wobei ein aus dieser Zählung resultierender Nummernwert nicht-linear zur Große des Analog-Eingangssignals entsprechend der vorbestimmten, nicht-linearen Funktion in Beziehung gesetzt wird.4. Converter according to claim 3, characterized in that the device to deliver a digital output signal a clock for delivery regularly recurring digital pulses and a counter for counting the number of during of the second period of time occurring digital pulses, one of which Counting of the resulting numerical value non-linear to the size of the analog input signal is related according to the predetermined non-linear function. 5. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bezugssignal erzeugende Einrichtung Mittel zur Indem rung des Bezugssignals als vorbestimmte Funktion der Zeit f(t) aufweist9 wobei die vorbestimmte, nicht-lineare Funktion des Analog-Eingangssignals dem Reziprokwert F -1 des Integrale F =2f(t) dt proportional gewählt wird.5. Converter according to claim 5, characterized in that the reference signal generating means means for making the reference signal a predetermined one Function of time f (t) 9 where the predetermined, non-linear function of the analog input signal is proportional to the reciprocal value F -1 of the integral F = 2f (t) dt is chosen. 6. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Zeit f(t) proportional zu tn ist, wobei diese nicht-lineare Funktion der Wurzel aus n+1 der Analog-Eingangsspannung proportional ist 7. Nicht-linearer Analog:Digital-Spannungswandler, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Integrierschaltung, die ein Analog-Eingangssignal während mindestens einer ersten Zeitspanne und ein anderes Signal während einer zweiten Zeitspanne integriert, die andauert, bis in der ntegratierschaltung vorbestimmte Anfangsbedingungen hergestellt sind eine Einrichtung zur Lieferung eines Digital-Ausgangssignals als Funktion des Analog-Eingangsslgnals und in Abhängigkeit von der Dauer der ersten und der zweiten Zeitspanne und eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung zur Lieferung eines variablen Bezugssignals un dadurch, daß mindestens eine der Zeitspannen durch das variable Bezugssignal steuerbar ist, das sich entsprechend einer vorbestimmten Funktion ändert und dabei das Digital-Ausgangssignal als vorbestimmte, nicht-lineare Funktion des Analog-eingangssignals variieren läßt, und daß die Integrierschaltung einen Integrator mit einem zum Empfang des Analog-Eingangssignals geschalteten Eingang und einem Ausgang, der mit dem einen Eingang eines Komparators verbunden ist, während das variable Bezugssignal an den anderen Eingang des Komparators angeschaltet ist, und eine an Ausgang des Komparators angeschlossene Steuereinrichtung zur Beendigung der ersten Zeitspanne, wenn das Integrator-Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert gegenüber dem Wert des variablen Bezugssignals besitzt, und zur anschließenden Wiederherstellung der Anfangsbedingungen in einer zweiten vorbestimmten, festen Zeitspanne aufweist, wobei die Ausgangs-Wiederholungsfrequenz des Komparators als das Digital-Ausgangssignal benutzt wird.6. Converter according to claim 5, characterized in that the function the time f (t) is proportional to tn, this non-linear function being the square root from n + 1 is proportional to the analog input voltage 7. Non-linear analog: digital voltage converter, in particular according to one of the preceding claims, characterized by an integrating circuit, which is an analog input signal during at least a first Time span and another signal during a second time span integrated, the continues until predetermined initial conditions are established in the integrating circuit are a device for providing a digital output signal as a function of the Analog input signals and depending on the duration of the first and the second Period of time and a reference signal generating means for supplying a variable reference signal un in that at least one of the time periods by the variable reference signal is controllable, which is according to a predetermined function changes and thereby the digital output signal as a predetermined, non-linear function of the analog input signal can vary, and that the integrating circuit has a Integrator with an input connected to receive the analog input signal and an output connected to one input of a comparator during the variable reference signal is connected to the other input of the comparator, and a control device connected to the output of the comparator for termination the first period of time when the integrator output has a predetermined value compared to the value of the variable reference signal, and for subsequent restoration which has initial conditions in a second predetermined, fixed period of time, where the output repetition frequency of the comparator as the digital output signal is used. 8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung aufweist, welche das Bezugssignal unmittelbar als Funktion des Analog-Eingangs8ignals variieren läßt, wobeI sich die vorbestimmte, nicht-lineare Funktion einer Numerus-Funktion annähert.8. Converter according to claim 7, characterized in that it comprises a device which the reference signal directly as a function of the analog input signal can be varied, whereby the predetermined, non-linear function of a number function approximates. 9. Nicht-linearer Analog:Digital-Spannungswandler, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Integratorschaltung, der an einem Eingang ein elektrisches Eingangssignal zuführbar ist und ein dem Integral der Zeit des Eingangssignals proportionales Ausgangssignal erzeugt, eine eine Bezugsspannung erzeugende Einrichtung2 die durch einen Funktionsgenerator eine kontinuierliches Analog-Bezugssignal als vorbestimmte Funktion der Zeit f(t) liefert, eine mit dem Eingang der Integratorschaltung, der Bezugspannung-Generatoreinrichtung und einer Eingangsklemme zum Empfangen eines Analog-Eingangssignals verbundene Schalteinrichtung, eine mit dem Ausgang der Integratorschaltung verbundene Komparatoreinrichtung zur Feststellung eines festen Anfangswerts des integrierten Ausgangssignals und zur Erzeugung eines Zyklusende-Steuersignals in Abhängigkeit davon, eine mit der Schalteinrichtung und mit dem Komparator verbundene Steuereinrichtung, welche das Analog-Eingangssignal zumindest während einer ersten bekannten und festen Zeitspanne t1 über die Schalteneinrichtung mit dem Eingang der Integratorschaltung verbindet und das Bezugssignal f(t) während einer zweiten Zeitspanne t2, die bis zum Auftreten des Zyklusende-Steuersignals andauert, über die Schalt einrichtung mit dem Eingang der Integratorschaltung verbindet, und eine Ausgangseinrichtung zur Lieferung eines dem Wert t2 proportionalen Digital-Ausgangssignal, wobei das Digital-Ausgangssignal einer beliebigen vorbestimmten, nicht-linearen Funktion F-1 des Analog-Eingagssignals proportional gewählt wird, mit F = f(t) dt, als Ergebnis des Bezugsignals, das der vorbestimmten Funktion der Zeit, d.h. f(t) entspricht.9. Non-linear analog: digital voltage converter, especially after one of the preceding claims, characterized by an integrator circuit, an electrical input signal can be fed to one input and one to the integral generates an output signal proportional to the time of the input signal, a reference voltage generating device2 which by a function generator a continuous Analog reference signal as a predetermined function of time f (t), one with the Input of the integrator circuit, the reference voltage generator device and a Input terminal for receiving an analog input signal connected switching device, a comparator device connected to the output of the integrator circuit for Determination of a fixed initial value of the integrated output signal and for Generation of an end-of-cycle control signal in dependence thereon, one with the switching device and control means connected to the comparator, which control the analog input signal at least during a first known and fixed period of time t1 via the switching device connects to the input of the integrator circuit and the reference signal f (t) during a second period of time t2, which extends up to the occurrence of the end-of-cycle control signal lasts, connects via the switching device to the input of the integrator circuit, and an output device for supplying a digital output signal proportional to the value t2, wherein the digital output is any predetermined non-linear Function F-1 of the analog input signal is selected proportionally, with F = f (t) dt, as a result of the reference signal corresponding to the predetermined function of time, i.e. f (t) is equivalent to. 10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung-Generatoreinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung des tn proportionalen Bezugssignals aufweist, wobei das Digital-Ausgangssignal proportional ist.10. Converter according to claim 9, characterized in that the reference voltage generator device has a device for generating the reference signal proportional to tn, the digital output signal is proportional. 11. Wandler nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung-Generatoreinrichtung einen Digital-Taktgeber, einen Digital-Zähler und einen mit dem Zähler verbundenen Digital:Analog-Wandler zur Erzeugung der vorbestimmten Funktion der Zeit f(t) aufweist.11. Converter according to claim 9> characterized in that the reference voltage generator device a digital clock, a digital counter, and one connected to the counter Digital: Has analog converter for generating the predetermined function of the time f (t). 12. Wandler nach Anspruch 9, durch dadurch.gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Taktgeber zur Lieferung sich regelmäßig wiederholender Taktimpulse und einen Digitalzähler zum Zählen der Taktimpulse während der zweiten Zeitspanne t2 aufweist.12. Converter according to claim 9, characterized by making the Control device a clock generator for the delivery of regularly repeating clock pulses and a digital counter for counting the clock pulses during the second period t2. 15. Wandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Digital-Speicher- und Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sind, die mit dem Digital-Zähler verbunden sind und die Zahl der während der zweiten Zeitspanne t2 aufgelaufenen Taktimpulse anzeigen.15. Converter according to claim 12, characterized in that further Digital storage and display devices are provided with the digital counter are connected and the number of accumulated during the second time period t2 Show clock pulses. 14. Wandler nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsspannung-Generator einen linearen Digital : Analog-Spannungswandler aufweist, der zur Erzeugung eines beliebigen Bezugssignals als vorbestimmte Funktion der Zeit f(t) ansteuerbar ist.14. Converter according to claim 9> characterized in that the reference voltage generator a linear digital: analog voltage converter, which is used to generate a any reference signal can be controlled as a predetermined function of the time f (t). 15. Wandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bezugsspannungsgenerator zur Erzeugung eines Bezugssignals als vorbestimmte Funktion der Zeit f(t) mit einer Einrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals proportional zu tn> wobei das Digital-Ausgangssignal proportional zu ist.15. Converter according to one of the preceding claims, characterized by a reference voltage generator for generating a reference signal as a predetermined function of the time f (t) with a device for generating the reference signal proportional to tn> wherein the digital output signal is proportional to is. 16. Nicht-linearer Analog:Digital-Spannungswandler, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Integratorschaltung zur Aufnahme eines elektrischen Eingangssignals an einem Eingang und zur Erzeugung eines dem Integral der Zeit des Eingangssignals proportionalen Ausgangssignals, eine Bezugsspannung-Generatoreinrichtung zur Erzeugung eines variablen Bezugssignals als vorbestimmte Bezugsfunktion, wobei der Eingang der Integratorschaltung zur Aufnahme eines Analog-Eingangssignals geschaltet ist, eine Komparatorschaltung, deren einer Eingang zum Empfangen des Bezugssignals und deren anderer Eingang zur Aufnahme des Ausgangssignals der Integratorschaltung geschaltet ist, um ein Komparator-Ausgangssignal zu erzeugen, sooft die beiden Komparator-Eingangssignale ein vorbestimmtes Verhältnis zueinander besitzen, und eine Steuereinrichtung zur schnellen Wiederherstellung vorbestimmter Anfangsbedingungen in der Integratorschaltung in Abhängigkeit vom Komparator-Ausgangssignal, wobei die Wiederholungsfrequenz des Komparator-Ausgangssignals ein Digital-Signal darstellt2 dessen Frequenz nicht-linear mit der Größe des Analog-Eingangssignals entsprechend einer speziellen, vorbestimmten2 nicht-linearen Funktion in Beziehung stehtg die durch selektive Wahl der vorbestimmten Bezugsfunktion wählbar ist 17. Wandler nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung-Generatoreinrichtung eine Einrichtung zum Variieren des Bezugssignals als vorbestimmte Funktion des Analog-Eingangssignals aufweist, wobei sich die vorbestimmte nicht-lineare Funktion einer Numerus-Funkt-ion annähert.16. Non-linear analog: digital voltage converter, especially after one of the preceding claims, characterized by an integrator circuit to accommodate an electrical Input signal at one input and for generating one proportional to the integral of the time of the input signal Output signal, a reference voltage generator means for generating a variable Reference signal as a predetermined reference function, the input of the integrator circuit is connected to receive an analog input signal, a comparator circuit, one input for receiving the reference signal and the other input for Receiving the output signal of the integrator circuit is connected to a comparator output signal to generate, as often as the two comparator input signals a predetermined ratio each other, and a controller for quick recovery predetermined initial conditions in the integrator circuit depending on Comparator output signal, where the repetition frequency of the comparator output signal a digital signal represents2 its frequency non-linearly with the magnitude of the analog input signal in relation to a specific, predetermined2 non-linear function standingg which can be selected by selective choice of the predetermined reference function 17. Converter according to Claim 16, characterized in that the reference voltage generator device means for varying the reference signal as a predetermined function of the analog input signal has, wherein the predetermined non-linear function of a number function approximates. 18. Wandler nach Anspruch 172 dadurch gekennzeichnet2 daß das Vin Bezugssignal proportional zu (1- Vin/2) variiert, wobei Vin die Analog-Eingangsspannung darstellt 19. Wandler nach Anspruch 172 dadurch gekennzeichnet2 daß die Integratorschaltung einen Integrations-Kondensator aufweist und daß die Steuereinrichtung Mittel zum Entladen des Tntegrations-Kondensators in Abhängigkeit von einer Verschiebung des Komparator-Ausgangssignals aufweist.18. Converter according to claim 172, characterized2 that the Vin Reference signal varies proportionally to (1- Vin / 2), where Vin is the analog input voltage represents 19. Converter according to claim 172, characterized2 that the integrator circuit an integration capacitor and that the control device has means for Unloading of the integration capacitor as a function of a Has shift of the comparator output signal. 20. Wandler nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine mit dem Eingang der Integratorschaltung verbundene Eingangssignal-Verarbeitungseinrichtung, die das an erstere angelegte effektive Eingangssignal fortlaufend in getrennten Zyklen über einen begrenzten Spannungsbereich variiert, während die tatsächliche Analog-Eingangsspannung über einen größeren Spannungsbereich hinweg variiert, einen Frequenzteiler zur Aufnahme des Digital-Ausgangssignals von der Komparatorschaltung, der mehrere entsprechende Ausgangssignale verschiedener Frequenz liefert, wobei die Eingangssignal-Verarbei tungseinrichtung mehrere Komparatoren mit Ausgängen aufweist, welche bei Anderung des Analog-Eingangssignals die aufeinanderfolgenden getrennten Zyklen festlegen, und eine Gatterschaltung zur Verbindung einer Endausgangssignal-Leitung mit vorbestimmten der Ausgangssignale verschiedener Frequenz in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Komparatoreinrichtung, wobei die Frequenz der Endausgangssignalleitung automatisch auf Änderungen der Ausgangsfrequenz der Komparatorschaltung kompensiert wird, welche infolge von änderungen im effektiven Integrator-Eingangssignal bei den übergängen zwischen den aufeinanderfolgenden getrennten Zyklen auftreten.20. Converter according to claim 17, characterized by one having the input input signal processing means connected to the integrator circuit, the the effective input signal applied to the former continuously in separate cycles while the actual analog input voltage varies over a limited voltage range varied over a larger voltage range, a frequency divider for recording of the digital output signal from the comparator circuit, the several corresponding Provides output signals of different frequencies, the input signal processing processing device has several comparators with outputs, which when changing of the analog input signal define the successive separate cycles, and a gate circuit for connecting a final output signal line to predetermined ones the output signals of different frequencies depending on the output signals the comparator device, the frequency of the final output signal line being automatic is compensated for changes in the output frequency of the comparator circuit, which as a result of changes in the effective integrator input signal at the transitions occur between successive separate cycles. 21. Wandler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignal-Verarbeitungseinrichtung eine zwischen den Analogeingang und den Integratorschaltung-Eingang geschaltete Kombiniereinrichtung, an deren einen Eingang das Analog-Eingangssignal anlegbar ist, mehrere Komparatoren, die jeweils mit einem Eingang zur Aufnahme der Analog-Eingangsspannung und mit je einem getrennten Eingang jeweils zur Annahme vorbestimmter Spannungen geschaltet sind, welche für die entsprechenden, aufeinanderfolgenden Komparatoren fortlaufend größere Größe besitzen, wobei die Komparatoren fortschreitend ihren Zustand in Abhängigkeit von Erhöhungen oder Verringerungen des Werts der Analog-Eingangs Spannung über den größeren Spannungsbereich hinweg andern und mehrere Schalter aufweist, die je weils so geschaltet sind2 daß sie durch einen entsprechenden, zugeordneten Komparator steuerbar sind, und daß jeder Schalter so geschaltet ist2 daß er bei Betätigung durch seinen zugeordneten Komparator ein vorbestimmtes Inkrement des Stroms an die Kombiniereinrichtung liefert, wobei diese Strominkremente den Effektivwert des Analog-Eingangssignals vermindern und es dadurch innerhalb des begrenzten Spannungsbereichs haltens L e e r s e i t e21. Converter according to claim 20, characterized in that the input signal processing device one connected between the analog input and the integrator circuit input Combination device, at one input of which the analog input signal can be applied is, several comparators, each with an input for receiving the analog input voltage and each with a separate input for accepting predetermined voltages are connected, which for the corresponding, successive comparators ongoing larger in size, with the comparators progressively depending on their state of increases or decreases in the value of the analog input voltage across the Change larger voltage range and has several switches, each Weil are switched2 in such a way that they are controlled by a corresponding, associated comparator are controllable, and that each switch is switched2 so that it is actuated by its associated comparator a predetermined increment of the current to the Combining device supplies, these current increments being the rms value of the analog input signal decrease and thereby keep it within the limited voltage range L. e e r e i t e